汽轮机滑压运行曲线的优化

第5 5卷第 4期2 0 1 3年 8月

汽

轮

机

技

术

V0】 . 5 5 No . 4Au g . 2 0 1 3

TURBI NE TECHN0L0GY

汽轮机滑压运行曲线的优化张维平，牛培峰，赵文蕾，李国强( 1秦皇岛职业技术学院，秦皇岛 0 6 6 1 0 0; 2燕山大学，秦皇岛 0 6 6 0 0 4 )摘要：以求解汽轮机变工况运行时的最优运行初压为目标，首先利用在线最/ j￣ - -乘支持向量机算法建立热耗率的实时预测模型，然后利用改进引力搜索算法的全局搜索能力，在可行压力区间范围内搜索热耗率最低时对应的最优运行初压，最后给出了优化后的滑压运行曲线，该曲线基于设备当前运行环境，对汽轮机的安全经济运行更具指导意义。

关键词：汽轮机：滑压运行曲线；最优初压；在线最/ i x -乘支持向量机；引力搜索算法分类号： T K 2 6 7 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 - 5 8 8 4 ( 2 0 1 3 ) 0 4 - 0 3 0 9 - 0 4

Op t i mi z a t i o n o f S l i d i n g P r e s s u r e O p e r a t i o n C u r v e f o r S t e a m T u r b i n eZ HANG We i . p i n g ', NI U P e i . f e n g, Z HAO We n . 1 e i, L I G u o . q i a n g

( 1 Q i n h u a n g d a o I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y, Q i n h u a n g d a o 0 6 6 1 0 0, C h i n a; 2 Y a n s h a n U n i v e r s i t y, Q i n h u a n g d a o 0 6 6 0 0 4, C h i n a )Ab s t r a c t: I t i s t h e g o a l t h a t o b t a i n s t h e o p t i ma l i n i t i l a s t e a m p r e s s u r e o f s t e a m t u r b i n e u n d e r t h e v a r i a b l e w o r k i n g c o n d i t i o n .

F i ef r l y, t h i s p a p e r e s t a b l i s h e s t h e r e a l—t i me f o r e c a s t

i n g mo d e l o f h e a t r a t e b y o n l i n e l e a s t s q u a r e s s u p p o r t v e c t o r ma c h i n e . S e c o n d l y, a n i mp r o v e d g r a v i t a t i o n l a s e a r c h lg a o r i t h m i s a p p l i e d t o s e a r c h e s t h e o p t i ma l i n i t i l a s t e a m p r e s s u r e wi t h i n f e a s i b l e p r e s s u r e i n t e r v a l r a n g e .T h i r d l y, a n o p t i ma l s l i d i n g o p e r a t i o n c u r v e i s p r o v i d e d, wh i c h i s b a s e d o n t h e c u r r e n t e q u i p me n to p e r a t i o n e n v i r o n me n t a n d i s mo r e s i g n i f i c a n c e t o t h e s a f e t y a n d e c o n o mi c o p e r a t i o n o f s t e a m t u r b i n e . Ke y wo r d s: s t e a m t ur b i n e;s l i d i n g p r e s s u r e o p e r a i t o n c u r v e;o p t i ma l i n i i t a l s t e a m p r e s s u r e;o n l i n e l e a s t s q u a r e s s u p p o r t v e c t o r ma c h i n e;g r a v i t a t i o n l a s e a r c h lg a o r i t h m

其中，∞为权重向量， b为偏置量。目标函数被描述如下：

0前

言

∞S . t .Y=

e 2 ,

>0

( 2 )

目前，火电厂汽轮机一般都是按照汽轮机厂家提供的滑压运行曲线设定汽轮机的运行初压。然而，该曲线是在设计工况下得出的，无法描述系统变工况运行时的动态特性，而且该曲线只与负荷有关，没有考虑其它因素对运行初压的影

( )+b+e , i= 1, 2,…,Ⅳ

其中， e 为松弛变量， 为正则化参数。对于优化

问题 ( 2 ),引入 L a g r a n g e因子 o t, E R,由K K T最优条件，式( 2 )的解为：

响。因此，要确保汽轮机变工况运行时依然保持最佳运行状态，就必须实时地对汽轮机的滑压运行曲线进行优化，得到

的最优运行初压值作为汽轮机自动控制时主蒸汽压力的设定值，能有效地降低汽轮机的热耗率。

[ L 1 n+ 2 3,一 I 1 1船：儿 J [ L o y J]…O t r, 是一个 N×N的对称矩阵。=

㈩一( 4 )

其中， Y=[ Y l, Y 2,…YⅣ], I=[ 1, l,…1], =[ O l 1, 2,对于式 ( 3 ),令日= +2 T~1,则模型系数的解为：日 ( Y—b i )

1 热耗率的实时预测1 . 1在线最J J x -乘支持向量机

其中， b=i F H y/ ( i 日 1 )。本文采用径向基核 ( R B F 核 )作为 L S—S V M的核函数， R B F核如下所示：唧

对于输入样本{ (,扎) l, ∈R 且扎∈R,最小二乘支持向量机 ( L e a s t S q u re a s S u p p o t r V e c t o r M a c h i n e, L S—

S V M )利用非线性映射 ( )将训练数据集映射到一个高维特征空间，从而使非线性函数估计问题转化为高维特征空间中的线性函数估计问题…。回归函数为Y=∞ ( )+b, i:1, 2,…,Ⅳ收稿日期： 2 0 1 2— 1 2 - 2 4

(一

)

㈤

在基本 L S— S V M算法的基础上，文献[ 2]提出了在线L s— S V M( O L S—S V M)算法，首先确定初始训练样本集，优化模型的超参数组合 (, 1 7" ),进行初始化训练并保存变量；然

( 1 )

基金项目：河北省自然科学基金 ( F 2 0 1 0 0 0 1 3 1 8 )。

作者简介：张维平 ( 1 9 8 0 . )女，博士，讲师，主要研究方向汽轮机滑压运行优化。