火電機(jī)組回路通道模型辨識方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種火電機(jī)組回路通道模型辨識方法和系統(tǒng)，上述火電機(jī)組回路通道模型辨識方法和系統(tǒng)，通過分別對火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段，根據(jù)所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率識別信號模型，進(jìn)一步辨識火電機(jī)組回路通道的模型，為控制火電機(jī)組的控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與調(diào)試維護(hù)提供先進(jìn)的建模工具。無需獲取再次切線、兩點(diǎn)、半對數(shù)等中間量，簡化了辨識火電機(jī)組回路通道的辨識過程，提高了辨識方法的實(shí)用性。
【專利說明】火電機(jī)組回路通道模型辨識方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種火電機(jī)組回路通道模型辨識方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電過程是電力系統(tǒng)的重要組成部分，提高發(fā)電過程的運(yùn)行控制水平是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行的根本途徑，而掌握發(fā)電機(jī)組運(yùn)行特性、獲得高質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型是實(shí)現(xiàn)機(jī)組高性能運(yùn)行控制的基礎(chǔ)。對控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的辨識，影響著控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整定和性能指標(biāo)的評價(jià)。傳統(tǒng)試驗(yàn)建模中，應(yīng)用開環(huán)擾動試驗(yàn)數(shù)據(jù)及相關(guān)辨識方法求取被控對象傳遞函數(shù)，雖然實(shí)現(xiàn)簡單，但存在對建模條件要求高、系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)建模周期長、模型對工況與時(shí)間適應(yīng)性差等缺點(diǎn)。若不定期控制參數(shù)的優(yōu)化和維護(hù)，控制系統(tǒng)的性能會隨時(shí)間而降低，從而導(dǎo)致工廠設(shè)備的減弱的控制效果，使得電廠效率降低。
[0003]當(dāng)前，分散控制系統(tǒng)(DCS)與監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)已實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的數(shù)字化，使運(yùn)行數(shù)據(jù)長期保存。如何從這些海量運(yùn)行數(shù)據(jù)中獲得機(jī)組特性信息，在不對控制系統(tǒng)增加額外擾動的情況下獲得一定精度的機(jī)組模型，建立被控對象的數(shù)學(xué)模型，已成為系統(tǒng)辨識領(lǐng)域研宄開發(fā)的熱點(diǎn)問題之一。
[0004]針對火電機(jī)組回路通道數(shù)學(xué)模型的辨識，是對回路通道的輸入輸出曲線的一種具有一定準(zhǔn)則的近似，傳統(tǒng)方法，比如切線、兩點(diǎn)、半對數(shù)等方法的計(jì)算通常對現(xiàn)場條件和測試參數(shù)的要求較苛刻，實(shí)用性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對火電機(jī)組回路通道數(shù)學(xué)模型的辨識過程中，傳統(tǒng)方法計(jì)算通常對現(xiàn)場條件和測試參數(shù)的要求較苛刻，實(shí)用性較差的技術(shù)問題，提供一種火電機(jī)組回路通道模型辨識方法和系統(tǒng)。
[0006]一種火電機(jī)組回路通道模型辨識方法，包括如下步驟:
[0007]獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并對所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；
[0008]對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段；
[0009]分別獲取所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率，根據(jù)所述斜率判定該線段對應(yīng)的火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)；
[0010]根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)對火電機(jī)組回路通道對應(yīng)的信號進(jìn)行連續(xù)信號或者階躍信號的判斷，當(dāng)所述信號為階躍信號時(shí)，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)辨識火電機(jī)組回路通道的模型。
[0011]一種火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)，包括:
[0012]預(yù)處理模塊，用于獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并對所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；
[0013]擬合模塊，用于對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段；
[0014]判定模塊，用于分別獲取所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率，根據(jù)所述斜率判定該線段對應(yīng)的火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)；
[0015]辨識模塊，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)對火電機(jī)組回路通道對應(yīng)的信號進(jìn)行連續(xù)信號或者階躍信號的判斷，當(dāng)所述信號為階躍信號時(shí)，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)辨識火電機(jī)組回路通道的模型。
[0016]上述火電機(jī)組回路通道模型辨識方法和系統(tǒng)，通過分別對火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段，根據(jù)所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率識別信號模型，進(jìn)一步辨識火電機(jī)組回路通道的模型，為控制火電機(jī)組的控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與調(diào)試維護(hù)提供先進(jìn)的建模工具。無需獲取再次切線、兩點(diǎn)、半對數(shù)等中間量，簡化了辨識火電機(jī)組回路通道的辨識過程，提高了辨識方法的實(shí)用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為一個(gè)實(shí)施例的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法流程圖；
[0018]圖2為一個(gè)實(shí)施例的預(yù)處理方法流程圖；
[0019]圖3為一個(gè)實(shí)施例的直線分割方法流程圖；
[0020]圖4為一個(gè)實(shí)施例的狀態(tài)判定方法流程圖；
[0021]圖5為個(gè)實(shí)施例的斜率關(guān)系不意圖；
[0022]圖6為一個(gè)實(shí)施例的連續(xù)關(guān)系或者非連續(xù)關(guān)系以及相關(guān)關(guān)系的分支結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為一個(gè)實(shí)施例的辨識方法流程圖；
[0024]圖8為一個(gè)實(shí)施例的火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖9為一個(gè)實(shí)施例的預(yù)處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖10為一個(gè)實(shí)施例的擬合模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖11為一個(gè)實(shí)施例的判定模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖12為一個(gè)實(shí)施例的辨識模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的提供的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法和系統(tǒng)的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)描述。
[0030]參考圖1，圖1所示為一個(gè)實(shí)施例的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法流程圖，包括如下步驟:
[0031]S10，獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并對所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；
[0032]上述步驟SlO中，首先獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并對所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，可以使后續(xù)的火電機(jī)組回路通道模型辨識過程中所使用的輸入或者輸出數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，也可以提高辨識結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0033]S20，對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段；
[0034]上述步驟S20中，根據(jù)預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理得到的直線和線段能夠比較準(zhǔn)確的反應(yīng)火電機(jī)組回路通道的相關(guān)狀態(tài)。
[0035]S30，分別獲取所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率，根據(jù)所述斜率判定該線段對應(yīng)的火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)；
[0036]上述步驟S30中，根據(jù)各線段的斜率以及相鄰線段頭和線段尾組成的線段的斜率，可以判斷相鄰線段的關(guān)系為聯(lián)系或者階躍狀態(tài)，進(jìn)一步可以判定線段對應(yīng)的火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)。
[0037]S40，根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)對火電機(jī)組回路通道對應(yīng)的信號進(jìn)行連續(xù)信號或者階躍信號的判斷，當(dāng)所述信號為階躍信號時(shí)，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)辨識火電機(jī)組回路通道的模型。
[0038]本實(shí)施例提供的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法，通過分別對火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段，根據(jù)所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率識別信號模型，進(jìn)一步辨識火電機(jī)組回路通道的模型，為控制火電機(jī)組的控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與調(diào)試維護(hù)提供先進(jìn)的建模工具。無需獲取再次切線、兩點(diǎn)、半對數(shù)等中間量，簡化了辨識火電機(jī)組回路通道的辨識過程，提高了辨識方法的實(shí)用性。
[0039]參考圖2，圖2所示為一個(gè)實(shí)施例的預(yù)處理方法流程圖，如圖2所示，上述步驟SlO可以包括:
[0040]S11，獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；
[0041]S12，將所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)存入預(yù)設(shè)數(shù)組中；
[0042]S13，將所述預(yù)設(shè)數(shù)組的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其滿足armax(自回歸移動平均)模型辨識要求；
[0043]S14，分別比較所述數(shù)組包含的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的數(shù)值大小，得到輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的變化趨勢，根據(jù)所述變化趨勢去除數(shù)組中誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。
[0044]由于火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)容易受外界干擾產(chǎn)生誤差，本實(shí)施例提供的預(yù)處理方法先將所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)存入預(yù)設(shè)數(shù)組中，進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，使其轉(zhuǎn)換為滿足armax模型辨識要求的格式，有利于針對輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的相關(guān)處理；再進(jìn)行比較分析，去除數(shù)組中誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)可以提高后續(xù)辨識過程中的準(zhǔn)確度。
[0045]參考圖3，圖3所示為一個(gè)實(shí)施例的直線分割方法流程圖，如圖示，上述步驟S20可以包括:
[0046]S21，分別計(jì)算預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的和方差；
[0047]S22，對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合；
[0048]S23，根據(jù)擬合后的直線確定和方差門限值S1, s2；
[0049]S24，根據(jù)所述和方差以及和方差門限值Sl，S2判斷擬合后的直線是否合法；
[0050]S25，若是，對所述直線分割為相應(yīng)的線段；
[0051]S26，若否，返回執(zhí)行對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合的步驟。
[0052]上述實(shí)施例提供的直線分割方法，首先對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，確定擬合后的直線的和方差門限值Sl，S2，通過判斷和方差以及和方差門限值的關(guān)系判斷擬合后的直線是否合法，比如和方差在和方差門限值Sl，82的范圍內(nèi)，可以判定該直線合法；和方差在和方差門限值S1, 82的范圍外，可以判定該直線不合法；根據(jù)上述判斷結(jié)果，對合法的直線進(jìn)行分割，用于后續(xù)的辨識過程；若直線不合法，說明直線擬合結(jié)果不夠準(zhǔn)確，需要重新擬合，以保證擬合的直線的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步保障了辨識結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0053]參考圖4，圖4所示為一個(gè)實(shí)施例的狀態(tài)判定方法流程圖，如圖示，上述步驟S30可以包括:
[0054]S31，分別獲取各線段的斜率，并計(jì)算當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率;
[0055]S32，根據(jù)各線段的斜率以及當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率判斷各線段的連續(xù)關(guān)系；
[0056]S33，根據(jù)所述連續(xù)關(guān)系判斷所述線段處于穩(wěn)態(tài)或者階躍狀態(tài)；
[0057]S34，根據(jù)所述穩(wěn)態(tài)或者階躍狀態(tài)判斷火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)。
[0058]上述實(shí)施例提供的狀態(tài)判定方法首先分別獲取各線段的斜率，并計(jì)算當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率，根據(jù)各線段的斜率以及當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率判斷各線段的連續(xù)關(guān)系；其中，具體可以計(jì)算三個(gè)斜率:當(dāng)前線段頭與向前相鄰線段尾之間的斜率(間斷斜率)、當(dāng)前線段尾與向前相鄰線段尾之間的斜率(總斜率)、當(dāng)前線段的斜率(本段斜率)，并與其相應(yīng)的和方差門限值作比較可準(zhǔn)確的判定本段數(shù)據(jù)所處運(yùn)行狀態(tài)，這為火電機(jī)組回路通道的模型辨識提供了很好的基礎(chǔ)。上述三個(gè)斜率:當(dāng)前線段頭與向前相鄰線段尾之間的斜率(間斷斜率)、當(dāng)前線段尾與向前相鄰線段尾之間的斜率(總斜率)、當(dāng)前線段的斜率(本段斜率)可以如圖5所示，圖5示出了分割后的第i段線段以及第i_l段線段；其中，時(shí)刻t^1-1)表示第1-Ι段線段的線段尾所處的時(shí)刻，時(shí)亥IJtJ1-1)表示第i_l段線段的線段頭所處的時(shí)刻；時(shí)刻t^i)表示第i段線段的線段尾所處的時(shí)刻，時(shí)刻te(i)表示第i段線段的線段頭所處的時(shí)刻。
[0059]通過各斜率的分析比較就可判斷該段數(shù)據(jù)與前段數(shù)據(jù)是連續(xù)關(guān)系或者非連續(xù)關(guān)系。非連續(xù)關(guān)系意味著:此時(shí)段所處的狀態(tài)為動態(tài)，階躍段、瞬變段其中之一，連續(xù)則意味著當(dāng)前段為穩(wěn)態(tài)段、漸增段或者漸減段中某一種；用總斜率與其門限值作比可以判斷是否為穩(wěn)態(tài)，非穩(wěn)態(tài)時(shí)總斜率的符號可以判增減；用本段斜率與其門限值作比可以判斷是否為階躍狀態(tài)。上述該段數(shù)據(jù)與前段數(shù)據(jù)之間的連續(xù)關(guān)系或者非連續(xù)關(guān)系以及相關(guān)關(guān)系的分支可以如圖6所示。
[0060]參考圖7，圖7所示為一個(gè)實(shí)施例的辨識方法流程圖，如圖示，上述步驟S40可以包括:
[0061]S41，根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)，判定處于階躍狀態(tài)的線段或者直線對應(yīng)的信號為階躍信號；
[0062]S42，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)選擇傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)；其中，所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)包括:一階慣性環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、一階慣性延遲環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、二階慣性延遲環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)；
[0063]S43，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)判斷所述回路通道的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)，所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)包括開環(huán)結(jié)構(gòu)和閉環(huán)結(jié)構(gòu)；若所述回路通道結(jié)構(gòu)為開環(huán)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識；若所述回路通道結(jié)構(gòu)為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，選定PID控制器結(jié)構(gòu)，采用兩階段最小二乘法進(jìn)行參數(shù)辨識進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識；
[0064]S44，根據(jù)辨識結(jié)果，判斷火電機(jī)組回路通道的模型，并采用自相關(guān)函數(shù)檢驗(yàn)法，通過檢驗(yàn)所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)與火電機(jī)組回路通道的輸出數(shù)據(jù)的殘差序列的白色性來判定模型的屬性。
[0065]上述實(shí)施例提供的辨識方法，可以根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)，判定處于階躍狀態(tài)的線段或者直線對應(yīng)的信號為階躍信號；并根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)選擇傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)；進(jìn)而進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識；此外；還可以根據(jù)辨識結(jié)果，采用相關(guān)的檢驗(yàn)法判定模型的屬性；上述屬性包括模型的質(zhì)量等級；具有屬性結(jié)構(gòu)的火電機(jī)組回路通道模型辨識結(jié)果可以為火電機(jī)組控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供更全面的參考。
[0066]參考圖8，圖8所示為一個(gè)實(shí)施例的火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括:
[0067]預(yù)處理模塊10，用于獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并對所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；
[0068]擬合模塊20，用于對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段；
[0069]判定模塊30，用于分別獲取所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率，根據(jù)所述斜率判定該線段對應(yīng)的火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)；
[0070]辨識模塊40，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)對火電機(jī)組回路通道對應(yīng)的信號進(jìn)行連續(xù)信號或者階躍信號的判斷，當(dāng)所述信號為階躍信號時(shí)，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)辨識火電機(jī)組回路通道的模型。
[0071]參考圖9，圖9所示為一個(gè)實(shí)施例的預(yù)處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖，如圖示，上述預(yù)處理模塊可以包括:
[0072]第一獲取模塊11，用于獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)；
[0073]存入模塊12，用于將所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)存入預(yù)設(shè)數(shù)組中；
[0074]第一判斷模塊13，用于將所述預(yù)設(shè)數(shù)組的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其滿足armax模型辨識要求；
[0075]去除模塊14，用于分別比較所述數(shù)組包含的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的數(shù)值大小，得到輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的變化趨勢，根據(jù)所述變化趨勢去除數(shù)組中誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。
[0076]參考圖10，圖10所示為一個(gè)實(shí)施例的擬合模塊結(jié)構(gòu)示意圖，如圖示，上述擬合模塊可以包括:
[0077]計(jì)算模塊21，用于分別計(jì)算預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的和方差；
[0078]直線擬合模塊22，用于對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合；
[0079]確定模塊23，用于根據(jù)擬合后的直線確定和方差門限值Sl，s2；
[0080]第二判斷模塊24，用于根據(jù)所述和方差以及和方差門限值Sl，&判斷擬合后的直線是否合法；
[0081]分割模塊25，用于若是，對所述直線分割為相應(yīng)的線段；
[0082]返回模塊26，用于若否，返回執(zhí)行對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合的步驟。
[0083]參考圖11，圖11所示為一個(gè)實(shí)施例的判定模塊結(jié)構(gòu)示意圖，如圖示，上述判定模塊可以包括:
[0084]第二獲取模塊31，用于分別獲取各線段的斜率，并計(jì)算當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率；
[0085]第三判斷模塊32，用于根據(jù)各線段的斜率以及當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率判斷各線段的連續(xù)關(guān)系；
[0086]第四判斷模塊33，用于根據(jù)所述連續(xù)關(guān)系判斷所述線段處于穩(wěn)態(tài)或者階躍狀態(tài)；
[0087]第五判斷模塊34，用于根據(jù)所述穩(wěn)態(tài)或者階躍狀態(tài)判斷火電機(jī)組回路通道所處狀
--τ O
[0088]參考圖12，圖12所示為一個(gè)實(shí)施例的辨識模塊結(jié)構(gòu)示意圖，如圖示，上述辨識模塊可以包括:
[0089]第六判斷模塊41，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)，判定處于階躍狀態(tài)的線段或者直線對應(yīng)的信號為階躍信號；
[0090]選擇模塊42，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)選擇傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)；其中，所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)包括:一階慣性環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、一階慣性延遲環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、二階慣性延遲環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)；
[0091]第七判斷模塊43，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)判斷所述回路通道的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)，所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)包括開環(huán)結(jié)構(gòu)和閉環(huán)結(jié)構(gòu)；若所述回路通道結(jié)構(gòu)為開環(huán)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識；若所述回路通道結(jié)構(gòu)為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，選定PID控制器結(jié)構(gòu)，采用兩階段最小二乘法進(jìn)行參數(shù)辨識進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識；
[0092]第八判斷模塊44，用于根據(jù)辨識結(jié)果，判斷火電機(jī)組回路通道的模型，并采用自相關(guān)函數(shù)檢驗(yàn)法，通過檢驗(yàn)所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)與火電機(jī)組回路通道的輸出數(shù)據(jù)的殘差序列的白色性來判定模型的屬性。
[0093]本發(fā)明的火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)與本發(fā)明的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法一一對應(yīng)，在上述火電機(jī)組回路通道模型辨識方法的實(shí)施例闡述的技術(shù)特征及其有益效果均適用于火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)的實(shí)施例中，特此聲明。
[0094]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種火電機(jī)組回路通道模型辨識方法，其特征在于，包括如下步驟: 獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并對所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)； 對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段； 分別獲取所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率，根據(jù)所述斜率判定該線段對應(yīng)的火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)； 根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)對火電機(jī)組回路通道對應(yīng)的信號進(jìn)行連續(xù)信號或者階躍信號的判斷，當(dāng)所述信號為階躍信號時(shí)，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)辨識火電機(jī)組回路通道的模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法，其特征在于，所述獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并對所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的步驟包括: 獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)； 將所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)存入預(yù)設(shè)數(shù)組中； 將所述預(yù)設(shè)數(shù)組的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其滿足armax模型辨識要求； 分別比較所述數(shù)組包含的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的數(shù)值大小，得到輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的變化趨勢，根據(jù)所述變化趨勢去除數(shù)組中誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法，其特征在于，所述對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段的步驟包括: 分別計(jì)算預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的和方差； 對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合； 根據(jù)擬合后的直線確定和方差門限值sl，s2 ; 根據(jù)所述和方差以及和方差門限值sl，s2判斷擬合后的直線是否合法； 若是，對所述直線分割為相應(yīng)的線段； 若否，返回執(zhí)行對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法，其特征在于，所述分別獲取所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率，根據(jù)所述斜率判定該線段對應(yīng)的火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)的步驟包括: 分別獲取各線段的斜率，并計(jì)算當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率； 根據(jù)各線段的斜率以及當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率判斷各線段的連續(xù)關(guān)系； 根據(jù)所述連續(xù)關(guān)系判斷所述線段處于穩(wěn)態(tài)或者階躍狀態(tài)； 根據(jù)所述穩(wěn)態(tài)或者階躍狀態(tài)判斷火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火電機(jī)組回路通道模型辨識方法，其特征在于，所述根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)對火電機(jī)組回路通道對應(yīng)的信號進(jìn)行連續(xù)信號或者階躍信號的判斷，當(dāng)所述信號為階躍信號時(shí)，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)辨識火電機(jī)組回路通道的模型的步驟包括: 根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)，判定處于階躍狀態(tài)的線段或者直線對應(yīng)的信號為階躍信號； 根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)選擇傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)；其中，所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)包括:一階慣性環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、一階慣性延遲環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、二階慣性延遲環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)； 根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)判斷所述回路通道的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)，所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)包括開環(huán)結(jié)構(gòu)和閉環(huán)結(jié)構(gòu)；若所述回路通道結(jié)構(gòu)為開環(huán)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識；若所述回路通道結(jié)構(gòu)為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，選定PID控制器結(jié)構(gòu)，采用兩階段最小二乘法進(jìn)行參數(shù)辨識進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識； 根據(jù)辨識結(jié)果，判斷火電機(jī)組回路通道的模型，并采用自相關(guān)函數(shù)檢驗(yàn)法，通過檢驗(yàn)所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)與火電機(jī)組回路通道的輸出數(shù)據(jù)的殘差序列的白色性來判定模型的屬性。
6.一種火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)，其特征在于，包括: 預(yù)處理模塊，用于獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，并對所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)； 擬合模塊，用于對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合，并對擬合后的直線分割為相應(yīng)的線段； 判定模塊，用于分別獲取所述線段的斜率以及各線段的相鄰的線段頭和線段尾組成的線段的斜率，根據(jù)所述斜率判定該線段對應(yīng)的火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)； 辨識模塊，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)對火電機(jī)組回路通道對應(yīng)的信號進(jìn)行連續(xù)信號或者階躍信號的判斷，當(dāng)所述信號為階躍信號時(shí)，根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)辨識火電機(jī)組回路通道的模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理豐吳塊包括: 第一獲取模塊，用于獲取火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)； 存入模塊，用于將所述輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)存入預(yù)設(shè)數(shù)組中； 第一判斷模塊，用于將所述預(yù)設(shè)數(shù)組的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其滿足armax模型辨識要求； 去除模塊，用于分別比較所述數(shù)組包含的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的數(shù)值大小，得到輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的變化趨勢，根據(jù)所述變化趨勢去除數(shù)組中誤差較大的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)，其特征在于，所述擬合模塊包括: 計(jì)算模塊，用于分別計(jì)算預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的和方差； 直線擬合模塊，用于對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合； 確定模塊，用于根據(jù)擬合后的直線確定和方差門限值sl，s2 ； 第二判斷模塊，用于根據(jù)所述和方差以及和方差門限值sl，s2判斷擬合后的直線是否合法; 分割模塊，用于若是，對所述直線分割為相應(yīng)的線段； 返回模塊，用于若否，返回執(zhí)行對預(yù)處理后的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)分別進(jìn)行直線擬合的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)，其特征在于，所述判定模塊包括: 第二獲取模塊，用于分別獲取各線段的斜率，并計(jì)算當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率； 第三判斷模塊，用于根據(jù)各線段的斜率以及當(dāng)前線段頭與相鄰線段尾組成的線段的斜率判斷各線段的連續(xù)關(guān)系； 第四判斷模塊，用于根據(jù)所述連續(xù)關(guān)系判斷所述線段處于穩(wěn)態(tài)或者階躍狀態(tài)； 第五判斷模塊，用于根據(jù)所述穩(wěn)態(tài)或者階躍狀態(tài)判斷火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的火電機(jī)組回路通道模型辨識系統(tǒng)，其特征在于，所述辨識模塊包括: 第六判斷模塊，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道所處狀態(tài)，判定處于階躍狀態(tài)的線段或者直線對應(yīng)的信號為階躍信號； 選擇模塊，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)選擇傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)；其中，所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)包括:一階慣性環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、一階慣性延遲環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)、二階慣性延遲環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)； 第七判斷模塊，用于根據(jù)火電機(jī)組回路通道的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)判斷所述回路通道的傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)，所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)包括開環(huán)結(jié)構(gòu)和閉環(huán)結(jié)構(gòu)；若所述回路通道結(jié)構(gòu)為開環(huán)結(jié)構(gòu)，運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識；若所述回路通道結(jié)構(gòu)為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，選定PID控制器結(jié)構(gòu)，采用兩階段最小二乘法進(jìn)行參數(shù)辨識進(jìn)行火電機(jī)組回路通道的參數(shù)辨識； 第八判斷模塊，用于根據(jù)辨識結(jié)果，判斷火電機(jī)組回路通道的模型，并采用自相關(guān)函數(shù)檢驗(yàn)法，通過檢驗(yàn)所述傳遞函數(shù)結(jié)構(gòu)與火電機(jī)組回路通道的輸出數(shù)據(jù)的殘差序列的白色性來判定模型的屬性。
【文檔編號】G06F19/00GK104517034SQ201410798840
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】陳世和, 張曦, 羅嘉, 朱亞清, 牛玉廣, 林忠偉, 任娟娟, 史玲玲, 龐志強(qiáng) 申請人:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 華北電力大學(xué)