專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)及其優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源、環(huán)保、信息等技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鍋爐燃燒優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，尤其涉及一種鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種上述優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
鍋爐燃燒過(guò)程中，影響其燃燒熱效率和污染物排放量的因素大部分相同，但對(duì)各個(gè)因素的具體要求卻往往是矛盾的。在已有的的風(fēng)煤比尋優(yōu)方法中，有的可以提高燃燒熱效率，卻增加了污染物的排放，加重了環(huán)境污染；有的集中在減少環(huán)境污染而忽略了鍋爐的燃燒熱效率。目前采用的DCS控制調(diào)節(jié)往往無(wú)法完全針對(duì)鍋爐燃燒的特點(diǎn)控制最佳運(yùn)行工況， 機(jī)組的運(yùn)行性能在很大程度上取決于運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)和操作，鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)可以使鍋爐DCS的控制調(diào)節(jié)能力得以提高，減少操作人員的人為影響。將人工智能方法引入了燃燒優(yōu)化領(lǐng)域也是一種新穎的做法電站鍋爐燃燒優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)主要是利用鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)和一系列燃燒試驗(yàn)數(shù)據(jù)，將燃燒過(guò)程視為一個(gè)“黑箱”，只關(guān)注輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)的關(guān)系，建立和測(cè)試針對(duì)機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)仿真測(cè)試的模型將作為預(yù)測(cè)模型投入實(shí)際運(yùn)行。人工智能建模是通過(guò)對(duì)燃燒現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)一個(gè)“控制專(zhuān)家”在解決燃燒優(yōu)化問(wèn)題時(shí)的思路、方法、經(jīng)驗(yàn)和策略的模擬。專(zhuān)家系統(tǒng)包括知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和過(guò)程輸人輸出接口等基本組成部分。采用智能算法進(jìn)行全局搜索以確定鍋爐各種操作參數(shù)的最佳值，使鍋爐內(nèi)燃燒過(guò)程中的溫度、壓力、之間相互耦合，實(shí)現(xiàn)多元優(yōu)化，達(dá)到整體最優(yōu)。通過(guò)使用上述技術(shù)能使得鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)中的鍋爐能效和污染物排放控制免除人工配置，能從繁多的實(shí)時(shí)技術(shù)數(shù)據(jù)中分析出最優(yōu)配置方案，再進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的自動(dòng)優(yōu)化。中國(guó)專(zhuān)利CN200710173267. 0揭示了一種節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的燃煤工業(yè)鍋爐運(yùn)行優(yōu)化指導(dǎo)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)通訊接口、數(shù)據(jù)處理模塊、系統(tǒng)顯示模塊、鍋爐實(shí)時(shí)效率處理模塊和運(yùn)行優(yōu)化指導(dǎo)模塊。其中數(shù)據(jù)通訊接口從鍋爐控制系統(tǒng)中接受實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和濾波；鍋爐實(shí)時(shí)效率處理模塊處理得出鍋爐排煙熱損失、物理未完全燃燒熱損失和鍋爐實(shí)時(shí)效率，并傳輸給運(yùn)行優(yōu)化指導(dǎo)模塊和系統(tǒng)顯示模塊將實(shí)時(shí)風(fēng)煤比與鍋爐最優(yōu)風(fēng)煤比上下限值進(jìn)行比較，同時(shí)將實(shí)測(cè)排煙溫度與鍋爐排煙溫度高限值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳輸?shù)较到y(tǒng)顯示模塊，發(fā)出運(yùn)行指導(dǎo)操作指令；系統(tǒng)顯示模塊負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)。該技術(shù)方案沒(méi)有有效解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)， 可實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒的整體優(yōu)化。
另外，本發(fā)明還提供上述鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)的燃燒優(yōu)化方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，用以?xún)?yōu)化鍋爐的燃燒工況；其包括 分布式控制系統(tǒng)DCS，用于獲取鍋爐的實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，并控制調(diào)節(jié)鍋爐的工況參數(shù)； 工業(yè)煤種分析模塊，用于分析燃燒用煤的成分及性質(zhì)； 環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于獲取鍋爐的環(huán)境污染物排放數(shù)據(jù)； 自尋優(yōu)系統(tǒng)，用于根據(jù)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物排放數(shù)據(jù)在鍋爐燃燒模型庫(kù)中尋找最接近的成熟案例；
歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，用于儲(chǔ)存鍋爐燃燒參數(shù)歷史數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的其他模塊記錄的歷史數(shù)據(jù)； 鍋爐燃燒模型庫(kù)，包括若干鍋爐的燃燒模型；
鍋爐優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)服務(wù)端程序，用于尋找達(dá)到鍋爐目標(biāo)工況的參數(shù)，并把調(diào)節(jié)后的工況參數(shù)輸出至DCS;
人機(jī)界面，用于參數(shù)配置的輸入與實(shí)時(shí)工況/歷史報(bào)表的輸出。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述自尋優(yōu)系統(tǒng)包括
案例推理模塊，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)， 在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；
目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊，用以根據(jù)上述最接近的成熟案例調(diào)節(jié)控制參數(shù)，尋找達(dá)到鍋爐目標(biāo)工況的參數(shù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述案例推理模塊包括
近似案例查詢(xún)單元，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)，在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；
最優(yōu)解案例保存單元，用以保存經(jīng)過(guò)目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)后得到的新的案例作為燃燒模型。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述案例推理模塊還包括成熟案例庫(kù)更新單元，用以更新所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的現(xiàn)有燃燒模型的參數(shù)、或增加新的燃燒模型。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)調(diào)節(jié)鍋爐的參數(shù)；
當(dāng)尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣 < 尋優(yōu)誤差矩陣e時(shí)，結(jié)束調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)的配置被認(rèn)為最優(yōu)； 否貝Iji周節(jié) Au' = Φ X Au+ζ ；
其中，Au為調(diào)節(jié)前的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au’為調(diào)節(jié)后的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au、Au’、e為由各參數(shù)組成的矩陣，調(diào)節(jié)參數(shù)Φ與ζ由選定的燃燒模型確定。
一種上述鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)的控制方法，所述方法包括如下步驟 所述環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工業(yè)煤種分析模塊獲取DCS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、工業(yè)煤種分析數(shù)據(jù)、 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)通訊端口 ；
所述服務(wù)端程序?qū)ΡO(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，而后把更新的參數(shù)發(fā)送至自尋優(yōu)系統(tǒng)的目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊；
所述自尋優(yōu)系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)接收采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或主動(dòng)問(wèn)詢(xún)環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、 工業(yè)煤種分析模塊的運(yùn)行信息，與系統(tǒng)內(nèi)置的歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)工作狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)集進(jìn)行對(duì)比，查看設(shè)備是否處于最優(yōu)狀態(tài)；
所述自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史數(shù)據(jù)庫(kù)與燃燒模型庫(kù)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)集和設(shè)備工況參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將設(shè)備的多個(gè)約束因素整體考慮，最終得到設(shè)備整體最優(yōu)的配置參數(shù)；
所述燃燒模型庫(kù)根據(jù)模型輸出配置參數(shù)，并將其傳輸至DCS ； 所述DCS執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述自尋優(yōu)系統(tǒng)包括
案例推理模塊，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)， 在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；
目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊，用以根據(jù)上述最接近的成熟案例調(diào)節(jié)工況參數(shù)，尋找達(dá)到鍋爐目標(biāo)工況的參數(shù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述案例推理模塊包括
近似案例查詢(xún)單元，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)，在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；
最優(yōu)解案例保存單元，用以保存經(jīng)過(guò)目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)后得到的新案例作為燃燒模型；
所述案例推理模塊包括成熟案例庫(kù)更新單元，用以更新所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中現(xiàn)有燃燒模型的參數(shù)，或增加新的燃燒模型。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)調(diào)節(jié)鍋爐的參數(shù)；當(dāng)尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣 < 尋優(yōu)誤差矩陣e時(shí)，結(jié)束調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)的配置被認(rèn)為最優(yōu)；否則調(diào)節(jié)Au’ =ΦΧΔπ+ζ ；其中，Au為調(diào)節(jié)前的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au'為調(diào)節(jié)后的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au、Au’、e為由各參數(shù)組成的矩陣，調(diào)節(jié)參數(shù)φ與ζ由選定的燃燒模型確定。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒熱效率和污染物排放量的預(yù)測(cè)；同時(shí)根據(jù)燃燒模型庫(kù)進(jìn)行推理與查詢(xún)，采用鍋爐優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)的智能算法，可尋找達(dá)到鍋爐最佳工況的參數(shù)設(shè)置方案，進(jìn)而通過(guò)DCS調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒的整體優(yōu)化。


圖1為本發(fā)明鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)的組成示意圖。圖2為本發(fā)明由數(shù)據(jù)采集端觸發(fā)的尋優(yōu)流程圖。圖3為本發(fā)明由專(zhuān)家系統(tǒng)/人機(jī)界面觸發(fā)的尋優(yōu)流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，用以?xún)?yōu)化鍋爐的燃燒工況；其包括分布式控制系統(tǒng)DCS、工業(yè)煤種分析模塊、環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、自尋優(yōu)系統(tǒng)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、鍋爐燃燒模型庫(kù)、鍋爐優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)服務(wù)端程序、人機(jī)界面。以下具體介紹各模塊。分布式控制系統(tǒng)DCS用于獲取鍋爐的實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，并控制調(diào)節(jié)鍋爐的工況參數(shù)；
工業(yè)煤種分析模塊用于分析燃燒用煤的成分及性質(zhì)； 環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于獲取鍋爐的環(huán)境污染物排放數(shù)據(jù)；
自尋優(yōu)系統(tǒng)用于根據(jù)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物排放數(shù)據(jù)在鍋爐燃燒模型庫(kù)中尋找最接近的成熟案例；
歷史數(shù)據(jù)庫(kù)用于儲(chǔ)存鍋爐燃燒參數(shù)歷史數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的其他模塊記錄的歷史數(shù)據(jù)； 鍋爐燃燒模型庫(kù)包括若干鍋爐的燃燒模型；
鍋爐優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)服務(wù)端程序用于尋找達(dá)到鍋爐目標(biāo)工況的參數(shù)，并把調(diào)節(jié)后的工況參數(shù)輸出至DCS ；
人機(jī)界面用于參數(shù)配置的輸入與實(shí)時(shí)工況/歷史報(bào)表的輸出。
所述自尋優(yōu)系統(tǒng)包括案例推理模塊、目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊。案例推理模塊用以根據(jù)DCS 的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)，在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例。目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊用以根據(jù)上述最接近的成熟案例調(diào)節(jié)控制參數(shù)，尋找達(dá)到鍋爐目標(biāo)工況的參數(shù)。其中，所述案例推理模塊包括近似案例查詢(xún)單元、最優(yōu)解案例保存單元。近似案例查詢(xún)單元用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)，在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例。最優(yōu)解案例保存單元用以保存經(jīng)過(guò)目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)后得到的新的案例作為燃燒模型。優(yōu)選地，所述案例推理模塊還可以包括成熟案例庫(kù)更新單元，用以更新所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的現(xiàn)有燃燒模型的參數(shù)、或增加新的燃燒模型。所述目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)調(diào)節(jié)鍋爐的參數(shù)；當(dāng)尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣 < 尋優(yōu)誤差矩陣e時(shí)，結(jié)束調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)的配置被認(rèn)為最優(yōu)；否則調(diào)節(jié)Au’ =φ X Au+ζ ；其中， Au為調(diào)節(jié)前的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au’為調(diào)節(jié)后的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au、Au’、e為由各參數(shù)組成的矩陣，調(diào)節(jié)參數(shù)Φ與ζ由選定的燃燒模型確定。
以上介紹了本發(fā)明的鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，本發(fā)明在揭示上述系統(tǒng)的同時(shí)，還揭示了上述系統(tǒng)的優(yōu)化方法；請(qǐng)參閱圖2至圖3，所述方法包括如下步驟
所述環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工業(yè)煤種分析模塊獲取DCS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、工業(yè)煤種分析數(shù)據(jù)、 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)通訊端口 ；
所述服務(wù)端程序?qū)ΡO(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，而后把更新的參數(shù)發(fā)送至自尋優(yōu)系統(tǒng)的目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊；
所述自尋優(yōu)系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)接收采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或主動(dòng)問(wèn)詢(xún)環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、 工業(yè)煤種分析模塊的運(yùn)行信息，與系統(tǒng)內(nèi)置的歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)工作狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)集進(jìn)行對(duì)比，查看設(shè)備是否處于最優(yōu)狀態(tài)；所述自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史數(shù)據(jù)庫(kù)與燃燒模型庫(kù)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)集和設(shè)備工況參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將設(shè)備的多個(gè)約束因素整體考慮，最終得到設(shè)備整體最優(yōu)的配置參數(shù)；
所述燃燒模型庫(kù)根據(jù)模型輸出配置參數(shù)，并將其傳輸至DCS ； 所述DCS執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
綜上所述，本發(fā)明提出的鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒熱效率和污染物排放量的預(yù)測(cè)；同時(shí)根據(jù)燃燒模型庫(kù)進(jìn)行推理與查詢(xún)，采用鍋爐優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)的智能算法，可尋找達(dá)到鍋爐最佳工況的參數(shù)設(shè)置方案，進(jìn)而通過(guò)DCS調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒的整體優(yōu)化。
實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，本實(shí)施例中，鍋爐燃燒優(yōu)化系統(tǒng)及方法用于控制其他燃料的鍋爐。
這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。 這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，用以?xún)?yōu)化鍋爐的燃燒工況；其特征在于，其包括分布式控制系統(tǒng)DCS，用于獲取鍋爐的實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)，并控制調(diào)節(jié)鍋爐的工況參數(shù)； 工業(yè)煤種分析模塊，用于分析燃燒用煤的成分及性質(zhì)； 環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于獲取鍋爐的環(huán)境污染物排放數(shù)據(jù)； 自尋優(yōu)系統(tǒng)，用于根據(jù)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物排放數(shù)據(jù)在鍋爐燃燒模型庫(kù)中尋找最接近的成熟案例；歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，用于儲(chǔ)存鍋爐燃燒參數(shù)歷史數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的其他模塊記錄的歷史數(shù)據(jù)； 鍋爐燃燒模型庫(kù)，包括若干鍋爐的燃燒模型；鍋爐優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)服務(wù)端程序，用于尋找達(dá)到鍋爐目標(biāo)工況的參數(shù)，并把調(diào)節(jié)后的工況參數(shù)輸出至DCS;人機(jī)界面，用于參數(shù)配置的輸入與實(shí)時(shí)工況/歷史報(bào)表的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，其特征在于 所述自尋優(yōu)系統(tǒng)包括案例推理模塊，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)， 在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊，用以根據(jù)上述最接近的成熟案例調(diào)節(jié)控制參數(shù)，尋找達(dá)到鍋爐目標(biāo)工況的參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，其特征在于 所述案例推理模塊包括近似案例查詢(xún)單元，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)，在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；最優(yōu)解案例保存單元，用以保存經(jīng)過(guò)目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)后得到的新的案例作為燃燒模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，其特征在于 所述案例推理模塊還包括成熟案例庫(kù)更新單元，用以更新所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的現(xiàn)有燃燒模型的參數(shù)、或增加新的燃燒模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)，其特征在于 所述目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)調(diào)節(jié)鍋爐的參數(shù)；當(dāng)尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣 < 尋優(yōu)誤差矩陣e時(shí)，結(jié)束調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)的配置被認(rèn)為最優(yōu)； 否貝Iji周節(jié) Au' = Φ X Au+ζ ；其中，Au為調(diào)節(jié)前的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au’為調(diào)節(jié)后的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au、Au’、e為由各參數(shù)組成的矩陣，調(diào)節(jié)參數(shù)Φ與ζ由選定的燃燒模型確定。
6.一種權(quán)利要求1至5任一所述鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟所述環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、工業(yè)煤種分析模塊獲取DCS監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、工業(yè)煤種分析數(shù)據(jù)、 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)通訊端口 ；所述服務(wù)端程序?qū)ΡO(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集單元獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，而后把更新的參數(shù)發(fā)送至自尋優(yōu)系統(tǒng)的目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊；所述自尋優(yōu)系統(tǒng)通過(guò)被動(dòng)接收采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或主動(dòng)問(wèn)詢(xún)環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、 工業(yè)煤種分析模塊的運(yùn)行信息，與系統(tǒng)內(nèi)置的歷史數(shù)據(jù)最優(yōu)工作狀態(tài)的狀態(tài)參數(shù)集進(jìn)行對(duì)比，查看設(shè)備是否處于最優(yōu)狀態(tài)；所述自尋優(yōu)系統(tǒng)基于歷史數(shù)據(jù)庫(kù)與燃燒模型庫(kù)，通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)集和設(shè)備工況參數(shù)集與設(shè)備功率因素的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析，并將設(shè)備的多個(gè)約束因素整體考慮，最終得到設(shè)備整體最優(yōu)的配置參數(shù)；所述燃燒模型庫(kù)根據(jù)模型輸出配置參數(shù)，并將其傳輸至DCS ； 所述DCS執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)出的控制指令，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒優(yōu)化方法，其特征在于 所述自尋優(yōu)系統(tǒng)包括案例推理模塊，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)， 在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊，用以根據(jù)上述最接近的成熟案例調(diào)節(jié)工況參數(shù)，尋找達(dá)到鍋爐目標(biāo)工況的參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒優(yōu)化方法，其特征在于 所述案例推理模塊包括近似案例查詢(xún)單元，用以根據(jù)DCS的工況數(shù)據(jù)與環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物排放數(shù)據(jù)，在所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中的燃燒模型尋找最接近的成熟案例；最優(yōu)解案例保存單元，用以保存經(jīng)過(guò)目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)后得到的新案例作為燃燒模型；所述案例推理模塊包括成熟案例庫(kù)更新單元，用以更新所述鍋爐燃燒模型庫(kù)中現(xiàn)有燃燒模型的參數(shù)，或增加新的燃燒模型。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃燒優(yōu)化方法，其特征在于 所述目標(biāo)工況調(diào)節(jié)模塊根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)調(diào)節(jié)鍋爐的參數(shù)；當(dāng)尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣 < 尋優(yōu)誤差矩陣e時(shí)，結(jié)束調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)的配置被認(rèn)為最優(yōu)； 否貝Iji周節(jié) Au' = Φ X Au+ζ ；其中，Au為調(diào)節(jié)前的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au’為調(diào)節(jié)后的尋優(yōu)步長(zhǎng)矩陣，Au、Au’、e為由各參數(shù)組成的矩陣，調(diào)節(jié)參數(shù)Φ與ζ由選定的燃燒模型確定。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，該系統(tǒng)包括DCS控制系統(tǒng)模塊、工業(yè)煤種分析模塊、環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)模塊、近似案例查詢(xún)單元、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、鍋爐燃燒模型庫(kù)、鍋爐優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)服務(wù)端程序和人機(jī)界面。本發(fā)明提出的鍋爐燃燒多約束多目標(biāo)優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐燃燒熱效率和污染物排放量的預(yù)測(cè)；同時(shí)根據(jù)燃燒模型庫(kù)進(jìn)行推理與查詢(xún)，采用鍋爐優(yōu)化專(zhuān)家系統(tǒng)的智能算法，可尋找達(dá)到鍋爐最佳工況的參數(shù)設(shè)置方案，進(jìn)而通過(guò)DCS調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒的整體優(yōu)化。
文檔編號(hào)F23N5/00GK102261671SQ201010186048
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者王榮虎 申請(qǐng)人:王榮虎