(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211075053.0 (22)申请日 2022.09.02 (71)申请人 西安西热节能技 术有限公司 地址 710054 陕西省西安市高新区雁翔路 99号博源科技广场A座 申请人 西安热工 研究院有限公司 (72)发明人 高庆　王浩　屈杰　刘永林　 马汀山　居文平　曾立飞　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 姚咏华 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特 性优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于反函数拟合的汽轮 机调门流量特性优化方法， 本发 明通过反函数拟 合方法实现了汽轮机调门流量特性优化， 首先通 过反函数多项式拟合方法得到高精度单调门流 量特性曲线， 然后在汽轮机顺序阀控制方式下， 考虑各调门的阀点流量 以及各调门之间的重叠 度进行流量 分配区间计算， 最终完成顺序阀控制 方式下汽轮机调门流量曲线优化。 本发明通过反 函数多项式拟合方法， 单调门流量曲线具有非常 高的拟合精度； 在顺序阀控制方式下汽轮机调门 流量曲线优化过程中， 可定义自由度大； 本发明 在拟合及优化过程中， 数据点采用离散化方式， 数据处理简易， 可 以作为数据点结果输出， 非常 方便应用于工控机的编程， 达到了提高汽轮机经 济性和稳定运行的目的。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 115330080 A 2022.11.11 CN 115330080 A 1.一种基于反函数拟合的汽轮机调门流 量特性优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1， 测量汽轮机各个调门的阀门开度和相对流量， 得到调门阀门开度和相对流量的关 系； S2， 将调门阀门开度与相对流 量进行拟合， 并采用LAR法进行优化， 完成拟合； S3， 根据S SR和SST得到确定系数， 通过确定系数对拟合结果进行评估； S4， 评估通过后， 通过采取特征点的方法将单调门流量拟合曲线进行离散， 得到各调门 的单调门流 量特性曲线； S5， 根据阀门点流量和各调门之间的重叠度， 得到顺序阀方式下， 各调门的流量分配区 间； S6， 根据各调门的流量分配区间和各调门的单调门流量特性曲线， 得到顺序阀控制方 式下， 各调门的阀门开度和综合阀位指令的关系， 从而完成汽轮机调门流 量特性优化。 2.根据权利要求1所述的一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法， 其特 征在于， S2中， 将调门阀门开度与相对流 量采用线性 最小二乘法的多 项式方法进行拟合： y＝f(x)＝a0+a1x+a2x2+...+anxn 其中， y为相对流量， x为阀门开度， n为拟合多项式的次数， a0、 a1、…、 an为计算所得的拟 合多项式系数。 3.根据权利要求1所述的一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法， 其特 征在于， S2中， 拟合的迭代过程采用最小二乘法， 为了获得系数估计， 最小二乘法使残差的 平方和最小化； 将第i个数据点的残差ri定义为观测响应值yi与拟合响应值 之间的差值， 识别为与数据相关的误差； 残差的平方和为： 式中， m为拟合中包 含的数据点格式， S为平方和误差估计。 4.根据权利要求1所述的一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法， 其特 征在于， S3中， S SR为预测数据 与原始数据均值 之差的平方和： SST为原始数据yi和均值 之差的平方和： 确定系数为： 确定系数的值范围为[0,1]， 越接 近1， 表明方程的变量对y的解释能力越强。 5.根据权利要求1所述的一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法， 其特 征在于， S3中， 若确定系数对拟合结果进行评估结果不满足精度要求， 则改变拟合次数， 重权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115330080 A 2新执行S2。 6.根据权利要求1所述的一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法， 其特 征在于， 通过采取 特征点的方法将单调门流 量拟合曲线 进行离散的具体方法如下： 设特征点个数为 N个， 阀门开度在区间[0,10 0％]内进行线性离 散； 第k个离散数据点的阀门开度值xk如下： 式中， k为大于等于1、 小于等于10 0的整数， x1为0； 第k个离散数据点的相对流 量值yk如下： 式中， a0、 a1、…、 an为拟合多 项式系数； 根据阀门开度值xk和相对流量值yk， 得到以相对流量指令为自变量y、 阀门开度 x为因变 量的单调门流 量曲线： x＝f‑1(y) 设定调门流 量死区内上限流 量值yd及空行程 起点流量值yu； 根据流量死区内上限流量值yd及空行程起点流量值yu得到新的单调门流量特性曲线离 散点数组的相对流 量ycut和阀门开度xcut， 以及新的离 散数据点个数为 Ncut个： yd≤ycut≤yu 新的离散数据点个数为 Ncut为数组ycut的元素个数； 新的单调门流 量特性曲线阀门开度数组xcut为： xcut＝f‑1(ycut)。 7.根据权利要求6所述的一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法， 其特 征在于， 各调门的单调门流 量特性曲线如下： 其中， 0≤y≤100％。 8.根据权利要求1所述的一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法， 其特 征在于， S5中， 阀门点 流量为ξ1、 ξ2、…、 ξJ， ξ1< ξ2<…< ξJ＝100％； 各调门之间的重 叠度为ζ1、 ζ2、…、 ζJ‑1， 0≤ζj≤100％， j＝1,2, …,J‑1， J为调门个数； 各调门的流 量分配区间如下： [0, ξ1]、 ( ζ1ξ1, ξ2]、…、 ( ζj‑1ξj‑1, ξj]、…、 ( ζJ‑1ξJ‑1,100％] 其中， y为综合阀位指令， 值的范围为0％～10 0％。 9.根据权利要求1所述的一种基于反函数拟合的汽轮机调门流量特性优化方法， 其特 征在于， S6中， 各调门的阀门开度和综合阀位指令的关系如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115330080 A 3