本發(fā)明屬于燃?xì)廨啓C(jī)控制領(lǐng)域，具體涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法、裝置、設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、隨著燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組在能源系統(tǒng)中投入的比例不斷增加，燃?xì)怆娬緦?huì)在民眾生活中發(fā)揮越來越重要的作用，讓燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰過程也變得愈加必要。相比于長(zhǎng)期穩(wěn)定滿負(fù)荷運(yùn)行的模式，參與調(diào)峰的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組在靈活運(yùn)行過程中必須具備應(yīng)對(duì)頻繁啟動(dòng)停機(jī)、負(fù)載大幅度變化的能力，這意味著轉(zhuǎn)子需承受更加劇烈的交變機(jī)械載荷與熱載荷，嚴(yán)重影響燃?xì)廨啓C(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2、燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程中通常包括盤車、清吹、點(diǎn)火、暖機(jī)、升速以及升溫等典型流程，在升溫過程中，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，透平末級(jí)平均排氣溫度逐漸上升，使得轉(zhuǎn)子徑向溫度梯度不斷增大，轉(zhuǎn)子存在顯著的溫度梯度，遭受強(qiáng)烈的熱應(yīng)力。在調(diào)峰的過程中，燃?xì)廨啓C(jī)需盡可能縮短其啟動(dòng)時(shí)間，但更短的啟動(dòng)時(shí)間往往意味著更加劇烈的負(fù)荷變化，這會(huì)給轉(zhuǎn)子內(nèi)外帶來更大的溫差，使得熱應(yīng)力水平急升，調(diào)峰的需求對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)高效運(yùn)行與有效控制提出了更高的要求。
3、因此，亟需一種燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)過程控制方法，在確保轉(zhuǎn)子在啟動(dòng)速度提高的情況下的安全穩(wěn)定運(yùn)行，通過有效的運(yùn)維控制，提高機(jī)組運(yùn)行的安全性與可靠性，保障燃?xì)廨啓C(jī)在調(diào)峰過程中的快速啟動(dòng)和安全運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定運(yùn)行問題，本發(fā)明提供了一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法，所述方法包括：
4、獲取燃?xì)廨啓C(jī)當(dāng)前的排氣溫度和轉(zhuǎn)子表面預(yù)設(shè)位置的溫度數(shù)據(jù)，輸入預(yù)先構(gòu)建的控制網(wǎng)絡(luò)，基于控制網(wǎng)絡(luò)生成的控制動(dòng)作對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行調(diào)整；所述控制動(dòng)作包括對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的燃料流量、空氣流量以及噴嘴開度的調(diào)節(jié)動(dòng)作；
5、獲取調(diào)整后的轉(zhuǎn)子表面預(yù)設(shè)位置的溫度數(shù)據(jù)，通過預(yù)訓(xùn)練的轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的預(yù)測(cè)模型，得到轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果；
6、基于溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的預(yù)測(cè)結(jié)果確定轉(zhuǎn)子的最大等效應(yīng)力，并根據(jù)最大等效應(yīng)力與預(yù)設(shè)的屈服極限的差值生成獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)；
7、根據(jù)獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)通過梯度反向傳播優(yōu)化控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，迭代優(yōu)化直至控制動(dòng)作滿足預(yù)設(shè)應(yīng)力安全約束下的快速啟動(dòng)目標(biāo)；
8、基于優(yōu)化后的控制網(wǎng)絡(luò)控制燃?xì)廨啓C(jī)的排氣溫度。
9、可選地，獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)r t的計(jì)算公式為：
10、；
11、其中，為屈服極限，為當(dāng)前狀態(tài)下的最大等效應(yīng)力；
12、構(gòu)建長(zhǎng)期獎(jiǎng)勵(lì)修正機(jī)制對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)進(jìn)行修正，所述長(zhǎng)期獎(jiǎng)勵(lì)修正機(jī)制根據(jù)所述獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)確定，確定公式為：
13、；
14、其中，為預(yù)設(shè)的最大升溫時(shí)間， t為升溫時(shí)間，為懲罰系數(shù)。
15、可選地，所述獲取調(diào)整后的轉(zhuǎn)子表面預(yù)設(shè)位置的溫度數(shù)據(jù)，通過預(yù)訓(xùn)練的轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的預(yù)測(cè)模型rts-gcn，得到轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果包括：
16、建立調(diào)整后的燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)過程曲線，并通過線性擬合確定5個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，所述關(guān)鍵點(diǎn)由時(shí)間點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的平均排氣溫度參數(shù)化表示；
17、采用拉丁超立方抽樣方法對(duì)所述啟動(dòng)過程曲線進(jìn)行抽樣，通過數(shù)值計(jì)算生成不同升溫曲線下轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)樣本；
18、選取轉(zhuǎn)子表面多個(gè)預(yù)設(shè)位置作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，提取監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的歷史溫度，結(jié)合燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子預(yù)設(shè)位置的節(jié)點(diǎn)屬性矩陣，構(gòu)建轉(zhuǎn)子啟動(dòng)過程的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)數(shù)據(jù)集；
19、基于所述數(shù)據(jù)集，構(gòu)建并訓(xùn)練燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的預(yù)測(cè)模型rts-gcn，所述模型輸入為監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度和節(jié)點(diǎn)屬性矩陣，輸出為轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)。
20、可選地，所述方法還包括：
21、定期基于新采集的轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)數(shù)據(jù)更新預(yù)測(cè)模型；
22、根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行狀態(tài)變化，重新訓(xùn)練控制模型以適應(yīng)不同工況需求。
23、一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制裝置，所述裝置包括：
24、控制模塊，用于獲取燃?xì)廨啓C(jī)當(dāng)前的排氣溫度和轉(zhuǎn)子表面預(yù)設(shè)位置的溫度數(shù)據(jù)，輸入預(yù)先構(gòu)建的控制網(wǎng)絡(luò)，基于控制網(wǎng)絡(luò)生成的控制動(dòng)作對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行調(diào)整；所述控制動(dòng)作包括對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的燃料流量、空氣流量以及噴嘴開度的調(diào)節(jié)動(dòng)作；
25、預(yù)測(cè)模塊，用于獲取調(diào)整后的轉(zhuǎn)子表面預(yù)設(shè)位置的溫度數(shù)據(jù)，通過預(yù)訓(xùn)練的轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的預(yù)測(cè)模型，得到轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果；
26、獎(jiǎng)勵(lì)模塊，用于基于溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的預(yù)測(cè)結(jié)果確定轉(zhuǎn)子的最大等效應(yīng)力，并根據(jù)最大等效應(yīng)力與預(yù)設(shè)的屈服極限的差值生成獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)；
27、優(yōu)化模塊，用于根據(jù)獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)通過梯度反向傳播優(yōu)化控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，迭代優(yōu)化直至控制動(dòng)作滿足預(yù)設(shè)應(yīng)力安全約束下的快速啟動(dòng)目標(biāo)；
28、控制模塊，用于基于優(yōu)化后的控制網(wǎng)絡(luò)控制燃?xì)廨啓C(jī)的排氣溫度。
29、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法。
30、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法。
31、本發(fā)明提供的一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法具有以下有益效果：
32、本發(fā)明通過閉環(huán)智能控制策略有效平衡了燃?xì)廨啓C(jī)快速啟動(dòng)與熱應(yīng)力安全的矛盾。通過實(shí)時(shí)采集排氣溫度與轉(zhuǎn)子表面溫度數(shù)據(jù)輸入控制網(wǎng)絡(luò)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)燃料流量、空氣流量及噴嘴開度等關(guān)鍵參數(shù)；隨后基于轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)模型，量化評(píng)估最大等效應(yīng)力與材料屈服極限的偏差并生成獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)，通過梯度反向傳播持續(xù)優(yōu)化控制網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的迭代優(yōu)化機(jī)制，能夠在保證轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力不超過安全閾值的前提下，逐步逼近理論最優(yōu)啟動(dòng)曲線，最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)力約束下的最短啟動(dòng)時(shí)間。相比傳統(tǒng)開環(huán)控制，該方法通過預(yù)測(cè)模型提前規(guī)避熱應(yīng)力風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)自適應(yīng)優(yōu)化控制策略，使燃?xì)廨啓C(jī)在加速啟動(dòng)過程中始終保持熱力學(xué)平衡，確保轉(zhuǎn)子最大等效應(yīng)力始終逼近但不超越安全極限，完美解決了傳統(tǒng)啟動(dòng)過程中提速與保安全的矛盾，為燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)峰運(yùn)行提供了高效可靠的控制方案。
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法，其特征在于，獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)rt的計(jì)算公式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法，其特征在于，所述獲取調(diào)整后的轉(zhuǎn)子表面預(yù)設(shè)位置的溫度數(shù)據(jù)，通過預(yù)訓(xùn)練的轉(zhuǎn)子溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的預(yù)測(cè)模型rts-gcn，得到轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制方法，其特征在于，所述方法還包括：
5.一種燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：
6.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法。
7.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的方法。