Optimización del proceso de arranque y parada de unidades de carbón basada en el modelo LightGBM-Transformer y NSGA-Ⅱ

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摘要

【Objetivo】 Mejorar la velocidad de respuesta y la economía durante la fase no estable al arrancar con aumento de carga y parar con reducción de carga en unidades de generación de carbón bajo condiciones de regulación profunda de carga. 【Método】 Basado en datos de operación de arranque y parada durante varios meses de una unidad de 660 MW del sistema DCS, se empleó primero una ventana deslizante con umbrales y criterios de estado estable para identificar segmentos no estables durante los procesos de arranque y parada, luego se usó el coeficiente de información máximo para seleccionar variables características fuertemente correlacionadas con la potencia, e introducir la característica de progreso del proceso para representar el grado de avance en las fases de arranque y parada. Debido a las diferencias operativas entre meses, los conjuntos de datos de cada segmento se estratificaron según el orden temporal y se construyeron modelos proxy de predicción de potencia utilizando LightGBM y Transformer, optimizando hiperparámetros con optimización bayesiana. Finalmente, el modelo predictivo entrenado se integró en NSGA-Ⅱ para optimizar la tasa de cambio de carga y reducir el consumo de combustible, respetando las restricciones de seguridad y produciendo trayectorias de valores ejecutables. 【Resultados】 El modelo de predicción de segmentos no estables mantiene buen rendimiento de generalización en condiciones de cambio mensual; tras la optimización con NSGA-II, el tiempo medio de los segmentos no estables de arranque y parada se reduce aproximadamente en un 5,34 % y el consumo acumulado de combustible disminuye en un 3,53 %. 【Conclusión】 El método de optimización de arranque y parada basado en modelado proxy impulsado por datos y optimización multiobjetivo permite reducir simultáneamente el tiempo de arranque y parada y el consumo de combustible bajo restricciones de seguridad, proporcionando soporte técnico para la regulación flexible de carga y la toma de decisiones operativas en línea de unidades de generación de carbón.

关键词

unidad de carbón; regulación profunda de carga; arranque y parada rápida; impulsado por datos; algoritmo de optimización híbrido

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