基于免疫—禁忌混合算法的汽轮发电机组优化运行研究

论文摘要

以汽轮发电机组为核心的火电厂优化运行，一直是我国电力工业发展现代化的重要研究方向。在国内厂级监控信息系统(SIS系统)蓬勃发展的研究背景下，重点研究SIS系统中实时数据库平台的选择和高级应用的开发，生产实时数据预测与验证、机组优化运行技术、免疫—禁忌混合算法和机组负荷优化分配问题几个重要核心内容，为火电厂开展性能监测和优化运行工作提供科学依据。 首先对SIS系统建设过程中的若干问题进行了研究探讨，如SIS系统的网络架构、SIS和MIS的连接方式，实时数据库平台的选择原则，以及高级应用软件的实现功能和开发过程的注意事项等。研究指出应根据火电厂各自的实际情况，分析原有的MIS系统和控制系统的情况，兼顾实时性和安全性要求，选择适合管理要求的实时数据库平台，采集适当点数的数据并留有扩展余量，在安全可靠的数据库平台上逐步开发和完善各项高级应用。 提出一种新的双重神经网络组合预测模型，第一重由回归神经网络和延时神经网络组成，第二重是神经网络组合器，将前两种神经网络的预测结果进行非线性组合，充分利用测点数据的历史变化趋势和相关运行参数的映射规律信息，预测得更准确。以某机组的主蒸汽流量为例进行组合预测模型训练，校核样本的平均相对误差为1.5％，而单独采用回归神经网络和延时神经网络的平均相对误差为2.7％和1.9％，表明双重神经网络组合预测模型能够提高预测精度。应用序列概率比检测方法验证数据的正确性，通过计算预测值和测量值的残差、概率比，可有效检测出实时数据的异常，为测量数据的在线自动校验提供有效手段。 接着深入研究大型火电机组运行优化模型，由于机组性能计算中低压缸排汽焓的确定是个难点问题，提出采用外推法和平衡方程法相结合的计算方法，利用某机组的热力设计数据进行检验，其变负荷下排汽焓的计算结果与设计值的最大相对误差为0.9％，可见该方法计算精度高，可以满足火电厂实时性能计算的工程要求。凝汽器真空系统优化提出以汽轮机排汽压力变化所引起的净收益最大为目标函数，综合考虑了循环水消耗所产生的额外费用和机组进入电力市场后分时电价的影响。并应用改进的BP神经网络建立了机组变工况运行成本计算模型。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内外的研究状况
• 1.2.1 厂级监控信息系统的发展状况
• 1.2.2 国内外开展运行优化在线管理的状况
• 1.3 论文的主要研究内容
• 2 厂级监控信息系统（SIS）建设研究
• 2.1 厂级监控信息系统作用和架构
• 2.2 SIS系统的实时数据库平台和高级应用开发研究
• 2.2.1 厂级监控信息系统实时数据库平台的选择
• 2.2.2 SIS系统高级应用的开发研究
• 2.3 某火电厂SIS系统建设的实例研究
• 2.3.1 某火电厂的SIS系统结构研究
• 2.3.2 PI实时数据库平台特点
• 2.3.3 基于PI实时数据库平台的高级应用开发研究
• 2.4 本章小结
• 3 生产实时数据预测与验证研究
• 3.1 引言
• 3.1.1 生产实时数据验证意义和研究状况
• 3.1.2 实时数据验证的主要研究方法
• 3.2 基于双重神经网络组合预测模型的实时数据验证研究
• 3.2.1 组合预测方法
• 3.2.2 双重神经网络的组合预测模型研究
• 3.2.3 双重神经网络组合预测模型在实时数据验证的应用
• 3.2.4 基于序列概率比检测方法的数据验证研究
• 3.3 本章小结
• 4 火电厂汽轮发电机组优化运行研究
• 4.1 火电厂机组优化运行的主要研究内容和研究方法
• 4.1.1 机组优化运行的主要研究内容
• 4.1.2 机组优化运行的研究方法
• 4.2 机组优化运行数学模型的建立
• 4.2.1 机组实时性能计算方法
• 4.2.2 凝汽器真空系统的优化模型研究
• 4.2.3 机组变工况运行成本的模型研究
• 4.3 免疫算法和禁忌搜索算法的应用研究
• 4.3.1 免疫算法原理和应用
• 4.3.2 禁忌搜索算法原理
• 4.4 免疫-禁忌混合算法在机组优化运行系统中的应用研究
• 4.4.1 火电厂优化运行系统的整体设计方案
• 4.4.2 免疫-禁忌混合算法研究
• 4.4.3 免疫-禁忌混合算法的函数测试
• 4.5 免疫-禁忌混合算法在机组优化运行的应用研究
• 4.5 本章小结
• 5 火电机组负荷优化分配研究
• 5.1 火电机组耗量特性分析和等微增率原理
• 5.1.1 火电机组的耗量特性
• 5.1.2 火电机组耗量特性曲线的确定方法
• 5.1.3 等微增率原理
• 5.2 火电机组负荷优化分配问题的模型研究
• 5.2.1 火电机组负荷优化分配问题的目标函数
• 5.2.2 机组负荷优化分配问题的约束条件
• 5.2.3 火电机组负荷优化分配问题的求解方法
• 5.3 免疫-禁忌混合算法在机组负荷优化分配中的应用实例
• 5.3.1 实例系统参数介绍
• 5.3.2 免疫-禁忌混合算法在机组负荷优化分配问题中的应用研究
• 5.4 本章小结
• 6 机组优化运行系统开发应用研究
• 6.1 引言
• 6.2 机组优化运行系统的研制和开发
• 6.2.1 某火电厂机组优化运行系统的结构和组成
• 6.2.2 机组优化运行系统的开发工具和运行环境
• 6.2.3 ActiveX控件技术在优化运行系统中的应用研究
• 6.3 优化运行系统的应用情况
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间主要科研成果
• 发表的期刊论文
• 参加的科研项目