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基于MLP-MINLP的发电机组干湿联合冷却系统运行优化

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热力发电 2025年第3期54卷 121-130页

作者：马尧曹越陈然璟司风琪东南大学能源转换及过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

“双碳”背景下,发电机组作为消纳新能源的调节性电源,对其发电灵活性提出了重大挑战。干湿联合冷却系统是保证发电机组安全、稳定运行的重要系统,急需对该系统的运行策略进行优化以提高其灵活性和经济性。以某660 MW发电机组的干湿联... 详细信息

“双碳”背景下,发电机组作为消纳新能源的调节性电源,对其发电灵活性提出了重大挑战。干湿联合冷却系统是保证发电机组安全、稳定运行的重要系统,急需对该系统的运行策略进行优化以提高其灵活性和经济性。以某660 MW发电机组的干湿联合冷却系统为研究对象,建立了预测干湿联合冷却系统冷却水出水温度的多层感知机(MLP)神经网络模型,并根据实际运行条件的限制建立并线性化处理了干湿联合冷却系统的混合整数非线性规划(MINLP)模型。通过求解MLP-MINLP优化模型获得了各工况下干湿联合冷却系统变频风机运行的最优策略,实现了降低干湿联合冷却系统耗电量的目标。结果表明:优化变频风机配置后总功率显著降低约11.16%,变频风机异频运行策略可使总功率有限降低约3.62%~5.38%。MLP-MINLP优化模型可实现干湿联合冷却系统的灵活、经济运行,为干湿联合冷却系统运行优化提供了解决方案。

关键词：干湿联合冷却系统变频风机多层感知机混合整数非线性规划

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面向多模态过程的凝汽器故障特征提取研究

动力工程学报 2025年第1期45卷 124-130页

作者：朱继涛曾水平贺宇清郑佳佳代雨辰司风琪国家电投集团江西电力有限公司江西南昌330000 国家电投集团江西电力有限公司景德镇发电厂江西景德镇333036 东南大学能源与环境学院江苏南京210096

针对凝汽器设备多模态运行过程的在线监测与故障特征提取问题,提出了一种融合k-means聚类与重构主成分分析的故障特征提取方法。首先,采用k-means聚类进行模态识别,聚类结果表明不同模态之间平方预测误差(SPE)统计量存在显著差异,需要... 详细信息

针对凝汽器设备多模态运行过程的在线监测与故障特征提取问题,提出了一种融合k-means聚类与重构主成分分析的故障特征提取方法。首先,采用k-means聚类进行模态识别,聚类结果表明不同模态之间平方预测误差(SPE)统计量存在显著差异,需要对子模态分别建立监测模型。为有效获取故障特征,抑制故障分离过程中的残差污染现象,采用重构主成分分析法获取故障特征向量,实现了面向多模态过程的故障特征提取。结果表明:使用重构贡献图法能够分离检测出故障变量及其特征向量,且能有效避免残差污染问题,具有良好的故障定位精度。

关键词：凝汽器多模态过程故障特征提取重构主成分分析故障分离

环境风下空冷岛通流散热行为对发电机组热经济性的影响

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热力发电 2025年第1期54卷 108-119,144页

作者：谢家琪马欢仝波陶丁司风琪东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096 苏晋朔州煤矸石发电有限公司山西朔州038500

电站空冷岛平台上往往包含有2台直接空冷发电机组的空冷单元阵列,各方位空冷单元相互作用下的通流散热行为会对2个机组运行的热经济性产生直接且异样的影响。为此,通过耦合直接空冷机组热力学模型和空冷岛三维通流散热数值模型,分析研... 详细信息

电站空冷岛平台上往往包含有2台直接空冷发电机组的空冷单元阵列,各方位空冷单元相互作用下的通流散热行为会对2个机组运行的热经济性产生直接且异样的影响。为此,通过耦合直接空冷机组热力学模型和空冷岛三维通流散热数值模型,分析研究了不同环境风向风速下各空冷单元通流散热行为、空冷单元组群冷却性能及2个机组运行热经济性的关联关系。研究发现:任一风向下,迎风面空冷单元通流散热特性较差且迅速恶化,而下游空冷单元性能好且受环境风影响小;热风回流现象容易出现在两侧和迎风面空冷单元;炉后风下两机空冷单元冷却能力相等且均是最差,而在炉侧风下两机空冷单元冷却性能一高一低,下游的要好于上游;当炉后风风速由0 m/s增大到12 m/s,在100%THA负荷下两机发电效率下降2.46%,加权煤耗增大15.91 g/(kW·h),而在30%THA负荷下,两机发电效率下降1.24%,加权煤耗增大8.65 g/(kW·h);炉侧风和炉前风下两机整体运行经济性相近,且低负荷下两机运行的热经济性参数对风速变化的敏感度也相对较小。

关键词：直接空冷机组空冷岛通流散热行为数值模拟热经济性

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风光耦合制氢合成氨系统整体建模与特性分析

热能动力工程 2025年第1期40卷 141-149页

作者：孟令轩朱学辉周建新司风琪东南大学能源与环境学院江苏南京210096 宁夏碳中和(吴忠)技术创新中心宁夏吴忠751900

为了解决可再生能源波动性和氢能储运安全性的问题,以某氢氨谷风光耦合制氢合成氨系统为研究对象,建立光伏发电系统、风力发电系统、质子交换膜电解池、氢储罐系统和合成氨系统的机理模型,基于SIMULINK仿真平台实现了系统在四季典型日... 详细信息

为了解决可再生能源波动性和氢能储运安全性的问题,以某氢氨谷风光耦合制氢合成氨系统为研究对象,建立光伏发电系统、风力发电系统、质子交换膜电解池、氢储罐系统和合成氨系统的机理模型,基于SIMULINK仿真平台实现了系统在四季典型日条件下的整体模型仿真,分析风光出力特性、氢氨产率特性、反应器温度特性和系统运行柔性对系统整体特性的影响。结果表明:风光耦合技术可大幅提高系统供能稳定性;质子交换膜电解池的负荷响应速度较快,而合成氨系统的负荷响应时间约1 h,从而制约风光耦合制氢合成氨系统整体负荷响应速度;产氢速率通过改变原料气与催化剂的接触时长影响氨合成效率,并与反应器温度呈负相关关系;风光出力的不确定性可造成系统异常停运及风光能源废弃,从而影响系统运行的可靠性和经济性,需要对其进行柔性运行优化。

关键词：风光耦合制氢合成氨整体建模特性分析运行柔性

基于自联想神经网络的测量数据自校正检验方法

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中国电机工程学报 2002年第6期22卷 152-155页

作者：司风琪徐治皋东南大学动力工程系江苏南京210096

提出了基于AANN的测量数据自校正检验方法,采用参数预测模型分别对各个参数进行质疑,通过残差决策逻辑选择网络的输入数据,有效地避免了“残差污染”,提高了神经网络方法在线应用的准确率。

关键词：火电机组自联想神经网络测量数据自校正检验

基于改进Elman网络的动态系统测量数据检验方法

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东南大学学报（自然科学版） 2005年第1期35卷 50-54页

作者：司风琪洪军徐治皋东南大学动力工程系南京210096

为了提高动态系统测量数据的准确性,提出了基于改进Elman网络的动态系统测量数据检验方法.采用一步前预测方法构造网络的训练样本,用带自适应学习率的动态BP算法进行网络的训练,通过训练后的网络对各测量参数进行估计,实现测量数据的在... 详细信息

为了提高动态系统测量数据的准确性,提出了基于改进Elman网络的动态系统测量数据检验方法.采用一步前预测方法构造网络的训练样本,用带自适应学习率的动态BP算法进行网络的训练,通过训练后的网络对各测量参数进行估计,实现测量数据的在线检验.对某电厂CCS系统进行了仿真试验,结果表明该方法可避免形成简单的一一对应映射,能正确获取系统动态特性,具有较强的降噪能力,能够正确辨识出测量数据中存在的不良值,提高了系统监测的可靠性和健壮性.

关键词： Elman网络动态系统数据检验电站

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电站锅炉受热面灰污沉积模型

中国电机工程学报 2010年第8期30卷 63-67页

作者：潘亚娣司风琪徐治皋东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

根据锅炉烟道内颗粒沉积的实际状况,基于沉积体的散体力学性能和凹凸表面特征,研究了颗粒与沉积体之间的惯性碰撞沉积机制。通过分析颗粒与沉积散体间的倾斜碰撞沉积特征,分别建立了切向和法向沉积子模型,提出临界黏附角和临界反弹速度... 详细信息

根据锅炉烟道内颗粒沉积的实际状况,基于沉积体的散体力学性能和凹凸表面特征,研究了颗粒与沉积体之间的惯性碰撞沉积机制。通过分析颗粒与沉积散体间的倾斜碰撞沉积特征,分别建立了切向和法向沉积子模型,提出临界黏附角和临界反弹速度准则。以铜粒子碰撞沉积体为对象进行算例分析,模型预测与实验结果基本一致。采用该模型对某电厂省煤器换热管积灰过程进行计算流体力学(computation fluid dynamics,CFD)模拟仿真,仿真结果验证了此沉积模型的有效性,该模型能准确反映换热管的实际积灰分布特征。

关键词：燃煤锅炉沉积灰污监测临界速度临界角散体

一种基于鲁棒自联想神经网络的传感器故障诊断方法

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中国电机工程学报 2012年第14期32卷 116-121页

作者：李欢欢司风琪徐治皋东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

提出一种可用于非线性系统建模的鲁棒自联想神经网络,将该网络映射层和解映射层分别作为2个子网络进行训练,提高了收敛速率。在网络训练目标函数中加入网络权值限制项,抑制了训练过程中网络权值的异常调整,提高了模型的准确性和鲁棒性... 详细信息

提出一种可用于非线性系统建模的鲁棒自联想神经网络,将该网络映射层和解映射层分别作为2个子网络进行训练,提高了收敛速率。在网络训练目标函数中加入网络权值限制项,抑制了训练过程中网络权值的异常调整,提高了模型的准确性和鲁棒性。在解映射子网络训练结果集和原输入数据集中增加了扰动数据,构成映射网络的扩展训练样本集,提高了整个网络的鲁棒性。该文给出基于所提网络模型的传感器故障诊断方法及诊断流程,并以某300 MW机组热力系统为对象进行算例分析,结果表明该文方法应用于传感器故障诊断时能够实现对故障测点的快速准确定位,并对各变量值进行精确重构。

关键词：鲁棒自联想神经网络非线性系统传感器故障诊断

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电站锅炉受热面灰污剥离模型

中国电机工程学报 2010年第11期30卷 33-37页

作者：潘亚娣司风琪徐治皋东南大学能源与环境学院江苏省南京市210096

基于散体内力的传递特性和沉积颗粒的受力分析,研究了沉积颗粒的剥离机制。根据烟道内飞灰颗粒的惯性输运沉积特性,建立了颗粒与沉积散体间的惯性碰撞剥离模型,并提出了沉积颗粒的临界剥离速度准则。结合灰污沉积模型,获得了受热面灰污... 详细信息

基于散体内力的传递特性和沉积颗粒的受力分析,研究了沉积颗粒的剥离机制。根据烟道内飞灰颗粒的惯性输运沉积特性,建立了颗粒与沉积散体间的惯性碰撞剥离模型,并提出了沉积颗粒的临界剥离速度准则。结合灰污沉积模型,获得了受热面灰污增长综合模型。以铜粒子惯性碰撞沉积为对象进行算例分析,模型预测结果与实验数据基本相符。采用该模型完成了某电厂省煤器换热管积灰的计算流体动力学(computation fluiddynamics,CFD)模拟仿真,仿真结果验证了此灰污增长综合模型的有效性。该模型能准确反应实际受热面灰污的分布和增长特征,同时揭示了颗粒速度对灰污增长周期有较大的影响。

关键词：燃煤锅炉剥离灰污监测临界速度散体