面向火电机组复杂参数控制优化的可视分析方法研究

发布时间：2020-06-29 19:40

【摘要】：目前,火力发电在我国电力生产中依旧占据着重要地位,作为能源消耗型产业,火电生产中的节能降耗工作显得尤为重要。因此如何对机组进行控制优化、提高生产效率是电力企业持续关注的问题。通过电厂中配备的自动化控制系统(DCS),火力发电机组累积了长时间的历史监控数据,对其运行控制优化有着重要的分析价值,然而在实际应用中并未能得到有效利用。监控数据中既蕴含着复杂的机理背景,又具有一定的随机性,且采样间隔密集,参数众多,导致传统分析方法和工具难以从中发掘有用信息。本文针对火电机组参数优化过程的分析特点,设计了一种交互式可视分析工具(iDCS),支持在此类大规模多元时序控制数据中探索潜在运行规律和分析优化策略。首先,通过对机组运行优化分析的需求梳理,提出面向复杂参数控制优化的可视分析数据流模型。然后从展示、探索和评估三个角度,设计一系列揭示参数间复杂相关性和变化规律的可视化映射视图,并通过多视图交互联动支持参数组合寻优和多侧面评估。最后采用真实的电厂运行历史数据进行案例分析,并邀请领域专家进行了试用与反馈,验证了工具的有效性和适用性。在工业大数据与可视分析的融合方面进行了有意义的尝试,为可视分析在同类工业监控数据的相关研究提供了参考。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM621
【图文】：

流程图,界面组织结构

DCS 已经是火力发电厂控制系统的一种标准化模式，作为行的中枢控制系统。国内电力行业的第一次投入使用是在厂控制全部都是采用常规仪表或者组件组装仪表。由于 DC率高，能有效降低煤耗，为电力企业实现规模化经济效益、电工程的自动化水平做出了贡献，在火电厂迅速得到推广，部都采用了 DCS 控制。随着控制水平的逐步提高，除了机加入了循环水系统、除灰、排渣等辅助系统，形成全机组的中的图形可视化界面主要由流程图界面、报警界面和调节界，流程图界面用于展示控制过程中各现场设备、管道、阀门等，并包含现场仪表的数据测点，将厂房内复杂的机组构造运行人员查看。报警界面用于模拟现场仪表的报警器，通常报警点，用文字和图标颜色表示是否出现报警情况。当运行行调节、改变运行状态时，进入调节界面，可对具体设备进

DCS系统,界面,趋势,可视化形式

中国石油大学（北京）硕士学位论文在监控数据的可视化表达方面，目前在国内外较为常用的 DCS 系统中，多数使用的是独立的图表，如使用折线图展示一段时间内某参数的变化情况，如图 1.2所示，用散点图表达两个参数之间的相关关系，用柱状图展示统计性信息等。这些可视化形式能够基本满足对数据实时监控的需要，但观察角度单一，无法展示数据复杂的关联特征，离领域分析人员的需求还相距甚远。

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