解决蒸汽轮机外热管理挑战,使用双重注意力双GRU软传感器进行暂时操作
Sylwia Kruk-Gotzman1, Grzegorz Bzymek2, Konrad Kania3
1Energy Conversion Department, Institute of Fluid-Flow Machinery Polish Academy of Sciences, 80-231 Gdańsk, Poland.
一个新的深度学习模型准确地预测了煤炭发电厂的轮体温度,提高了运行安全性并减少了停机时间. 这种软传感器技术在启动和关闭等可变条件下提高了可靠性.
科学领域:
- 电力系统工程 电力系统工程
- 人工智能的人工智能
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 准确预测中压 (IP) 轮机外温度对于管理热应力和防止燃煤发电厂疲劳裂至关重要.
- 发电系统中的传感器故障可能会导致大量停机时间和运营中断.
- 由于可再生能源的整合,煤电厂的运营灵活性需求日益增加,需要强大的监控解决方案.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的双模型深度学习框架,用于在不同操作模式下预测IP轮机外温度.
- 通过实施预测软传感器来提高燃煤发电厂的可靠性和减少停机时间.
- 为监测和控制轮体温度提供实用,实时的解决方案,特别是在循环需求增加的情况下.
主要方法:
- 开发了一个双模型深度学习框架,使用双向门式循环单元 (Bi-GRUs) 与注意力机制.
- 利用来自370兆瓦燃煤发电厂的大量数据集,将其分为关闭和活跃模式,以捕捉不同的热力学.
- 使用先进的预处理技术,状态检测启发式和超频调整来优化模型性能和稳定性.
主要成果:
- 拟议的双模型软传感器与传统的机器学习和单模型深度学习方法相比,实现了更高的预测准确性.
- 该模型显示测试组的平均平方误差 (MSE) 为2.97°C,平均绝对误差 (MAE) 为1.07°C.
- 该框架具有较低的预测延迟,因此适用于工业环境中的实时应用.
结论:
- 新的双模型深度学习框架为工业应用中的实时温度预测提供了实用和有效的解决方案,特别是在电力系统中.
- 这种方法提升了软传感能力,使得在可变的操作条件下可以更好地监测和控制轮机外的应力.
- 开发的软传感器非常适合应对波兰煤炭发电厂面临的挑战,因为可再生能源整合增加了循环需求.
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