第2节 “稳定性分析”的使用方法

（一）进入“稳定性分析”

“稳定性分析 ”应用跟其他 MixIOT Indass 应用一样，除了权重计算器，也只有两个菜单板块，一个是分析项目，另一个是分析结果。

使用稳定性分析应用，最关键的还是那么几个要点：

1. 明确稳定性议题。即首先要确定需要分析的是研究对象哪一方面的稳定性。一个 MixIOT 对象是一个多因素（变量）的整体，既可以考察对象整体的稳定性，也可以考察某个特定侧面的稳定性，这一点上跟偏态分析是一样的。
2. 稳定性权重因素选择。当明确了稳定性议题后，就需要根据这个议题去选择适当的对象变量。如果所选择的稳定性是关于对象整体的，那么就需要对应对象整体关系比较大的因素（变量）；如果所选择的稳定性是对象的某一个特定侧面，那就需要选择能代表这个特殊侧面的变量作为稳定性权重因素。
3. 权重因素的权重配比。选择了权重因素，还要正确的配以权重比例，这一点非常重要。
4. 能不能正确解读稳定性结果的物理意义，这一点也是能不能用好 “稳定性分析” 的关键。只有正确解读和理解了稳定性分析结果，才能正确地利用这个结果，让这个结果起到应有的作用。

（二）瓦斯燃气条件稳定性分析示例

按 “＋添加”，创建稳定性分析项目：

对低浓度瓦斯电站而言，瓦斯燃气条件的稳定性非常重要，直接影响到电站发电机组的运行，也直接影响发电的产能。

所以，我们要创建的第一个稳定性分析项目，就以“瓦斯燃气条件稳定性”为主题。也就是说，这个稳定性分析的目的，就是为了了解瓦斯燃气条件是否稳定。

关于稳定性，还需要建立一个正确的观念。我们都知道，如果瓦斯燃气条件好，甲烷含量高，发电量就多，反之，如果燃气条件不好，发电量就少。但我们要做的燃气情况的稳定性分析，其实并不是去判断燃气条件好不好，而是不管瓦斯燃气在怎样的条件下，来分析燃气情况是不是稳定。

燃气条件稳定，机组的运行就稳定，这一点对机组运行很重要。

所以，“稳定性” 与 “好不好” 是两回事。有的时候，稳定是好的，是我们所希望的；而有的时候，稳定可能是不好的，不是我们需要的。

（1）选择对象

我们可以直接使用已经有的 “电站工况与生产” 对象：

这几个对象里面，都有燃气供气的相关参数，可以用这些变量来构成 “燃气条件稳定性” 的分析项目。

实际上，我们在 ”偏态分析” 中，也曾经使用了这个对象，用来分析整个电站的 “基于燃气条件基准的发电产能偏态情况”。

这里需要说明的是，之前构造的对象如果有我们需要的变量，就是可以反复使用的。如 果没有，就可以根据所分析稳定性，重新创建分析对象。

（2）确定权重因素变量，计算权重：

选择以下因素作为稳定性分析的权重因素，用权重计算器来计算这些因素的权重：

我们确定的这几个因素变量的权重分别为：

FP（干管前端压力）、EP（干管末端压力）两个变量权重都是0.22；
GD（瓦斯甲烷浓度）权重为0.36；
PSP（泵站压力）、ESP（电站压力）两个变量的权重都是0.10。

如果仔细看，这似乎并不完全是通过权重计算器算出来的结果。

最终设定的权重结果中，FP、EP（干管前端和末端压力）的权重比计算的结果增加了0.02；而GD（瓦斯甲烷浓度）的权重减少了0.04。

也就是说，我们可以根据实际情况，对权重计算器算出来的权重配比进行适度调整，这种情况也很常见。事实上，虽然权重本身是一个客观的东西，但确定权重的过程却是主观的。

从这个意义上说，权重计算器算出来的权重结果，也仅供参考，我们是可以在这个结果的基础上，做一些修改的。

（3）脚本

稳定性分析的脚本规范非常简单：

[
  [ "FV_1", weight_1 ],
  [ "FV_2", weight_2 ],
  ...
  [ "FV_n", weight_n ]
]

（4）创建稳定性分析项目

有了前面的准备，现在就可以来创建燃气条件的稳定性分析项目了：

项目名称是 “燃气供气稳定性（Stability-Gas）”；每次计算的时候，都使用最近5分钟的数据；每分钟计算一次。我们可以用界面化来编辑脚本，它会自动转换成稳定性项目标准脚本：

（5）启动分析项目

完成项目创建后并保存后，可以在操作菜单中启动。

分析项目启动后，就会按项目的设置，每分钟输出一次分析结果（稳定性估计值）：

（三）解读稳定性分析结果

假设我们看到的稳定性估计值曲线是这样的，那么对此应该如何解读？或者说，应该从稳定性分析结果里面解读出些什么？

根据经验，我们可以大概确定一个稳定性估计值的区段范围，非常稳定、基本稳定、不稳定和非常不稳定：

加上时间标注后：

我们可以看到，从时间t0 到t4，对象稳定性估计值经过了这么几个阶段：

t0 到 t1：不稳定；
t1 到 t2：稳定；
t2 到 t3：不稳定；
t3 到 t4：稳定。

也就是说，计算出来的稳定性估计值越小，说明越稳定；反之，稳定性估计值越大，就说明稳定性越差。如果稳定性估计值一直等于零，则表示这个过程是绝对稳定（完全没有任何变化）。

如果这是前面创建的稳定性分析项目 “燃气供气稳定性”，那么就很容易理解：

t0 到 t1，记为 [T1] 时段，瓦斯燃气供气条件不稳定；
t1 到 t2，记为 [T2] 时段，燃气供气情况是稳定的；
t2 到 t3，记为 [T3] 时段，有一个短时间的波动；
t3 到 t4，记为 [T4] 时段，供气条件总体稳定。

那么，我们知道了 [T1]、[T2]、[T3] 和 [T4] 不同时段的稳定性之后又有什么用呢？

实际上，稳定性估计值单独使用的意义并不大，通常是用稳定性估计值与对象的某些关键因素做一些合并分析。也就是说，通过稳定性估计值的变化，了解这个变化对其他关键因素的影响。 还是以瓦斯电站为例进行说明。

我们现在找到 [T1]、[T2]、[T3] 和 [T4]时段，佳华1#机组的有功功率数据，然后把这些数据放到对应时段：

从这个图可以看到，燃气条件的失稳（不稳定）可能导致发电机组有功功率的变化，这个结论可以通过多个机组数据来印证：

这就是通过稳定性估计值的变化去观察其他因素的变化的方法，把数据图表按时间同步叠加在一起，就可以很直观地看到这些数据背后的故事。

在 ”统计计算” 应用中介绍过，如何去计算机组发电过程对燃气消耗的当量计算方法。以佳华1#机组为例，用同样的方法，把数据绘制到一起：

很容易通过这个数据图表得出结论，燃气条件的变化，实际上对机组燃气消耗当量并没有构成什么影响，也就是说，机组燃气消耗当量，并不会因为瓦斯燃气条件的变化而变化。

（四）估计值计算结果的缓度

回头看一下，MixIOT Indass 的所有应用，包括 “稳定性分析” 应用，分析项目都有两个设置项，一个是 “数据周期”，另一个是 “计算频次”：

“计算频次” 就是每小时计算多少次（稳定性估计值）；而 “数据周期” 是每次计算的时候，使用多久以来的数据。

假设，我们的项目是这样设置的：

α=5、β=60，意思是每分钟都进行1次计算，而每次计算时，都使用最近5分钟的对象的数据。很显然，两次相邻的计算，都有4分钟的用来计算的数据是重叠的。如果这些计算都是线性的，那么两次相邻的计算的结果差别不会超过20%。

我们用给一个指标 K 来说明这个稳定性的 “缓度（Kurtosis）”：

这个缓度K是数据的重叠度，其实也是计算结果的相关程度。从K的计算公式我们可以知道，K的范围是 K<1。

K越大，计算出来的估计值的变化程度就可能越小（曲线就越平缓），计算结果的关联就越大；反之，K越小，计算出来的估计值变化程度就可能越大，计算结果之间的关联也就越小。

我们用一个表格来观察这个缓度：

• 如果缓度 K=0，说明无论计算频次如何，所使用的计算数据都是首尾相接，但这些计算所使用的数据都不会有任何重叠；
• 如果缓度 K>0，数据有重叠，K越大，重叠程度越高，结果变化可能性越小；
• 如果缓度 K<0，数据不会有重叠，而且K越小，使用的计算数据之间的时间间隔就约长，结果的关联性就越小。

理解了这个，我们才能知道在创建分析项目的时候，应该怎么去设置α（数据周期）和 β（计算频次）才是最佳的。

我们可以看一下不同缓度K计算结果的差距：

有了这个对比，我们就能直观的理解，缓度K的真正含义是什么。

换句话说，我们在创建分析项目的时候，要清楚这个分析项目的缓度K，在解读分析结 果的时候，也要充分考虑到缓度K对结果的影响。
也不难看出，尽管缓度K对估计值曲线有影响，而且影响不小，但它们却还是有着相同的共性，这个共性就是估计值数据具有相似的特征。

（五）机组运行稳定性分析示例

再创建一个机组运行稳定性的分析项目。

（1）选择变量

选择这些机组的变量作为机组运行稳定性的权重因素（变量）：

所选择的这些参数，基本上都是机组运行的重要参数。

（2）确定这些因素变量的权重

（3）稳定性项目脚本

[
    [ "S01", 0.0769 ],
    [ "S02", 0.0769 ],
    [ "S03", 0.0769 ],
    [ "S04", 0.0769 ],
    [ "S05", 0.0769 ],
    [ "S23", 0.1538 ],
    [ "S25", 0.1538 ],
    [ "S28", 0.1538 ],
    [ "S29", 0.1538 ]
]

（4）创建机组运行稳定性分析项目

保存后，就可以启动这个项目运行：

（5）运行结果解读

同样，我们需要对机组运行稳定性估计值计算结果有一个正确的解读：

解读的方法在前面都介绍过，就是对比的其他因素。