一種火電機(jī)組鍋爐成本最低混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法
【專(zhuān)利摘要】一種火電機(jī)組鍋爐成本最低混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法，所述方法根據(jù)優(yōu)質(zhì)煤配比最小、劣質(zhì)煤配比最大及原煤?jiǎn)蝺r(jià)最低為目標(biāo)函數(shù)，建立動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，使獲得混煤煤質(zhì)參數(shù)值更具合理性，以保證鍋爐運(yùn)行的合理性、經(jīng)濟(jì)性。所述方法包括以?xún)?yōu)質(zhì)煤配比最小、劣質(zhì)煤配比最大及原煤?jiǎn)蝺r(jià)最低為目標(biāo)函數(shù)，并以單煤數(shù)據(jù)庫(kù)、鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)及歷史上煤數(shù)據(jù)作為約束條件，建立動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型；采用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立混煤煤質(zhì)特性預(yù)測(cè)模型。本發(fā)明方法適用于火電機(jī)組鍋爐最低成本混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種火電機(jī)組鍋爐成本最低混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種火電機(jī)組鍋爐成本最低混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法，屬火電機(jī)組運(yùn)行 混煤優(yōu)化【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)煤炭資源分布廣、品種多，不同煤種特性差異大。電廠鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)一般基于 某種給定的設(shè)計(jì)煤種，而鍋爐使用設(shè)計(jì)煤種時(shí)受到諸多客觀條件限制，如煤種緊張、煤源眾 多、運(yùn)輸成本等。面對(duì)各種具有不同特性的燃煤和煤源不穩(wěn)定的燃煤，需要采用科學(xué)合理的 摻配方法及先進(jìn)的煤質(zhì)預(yù)測(cè)技術(shù)，達(dá)到既能降低電廠配煤成本目標(biāo)，又能提高入爐煤穩(wěn)定 性和可靠性，使最終入爐煤基本可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)煤質(zhì)要求，保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[0003] 最低成本混煤煤質(zhì)參數(shù)預(yù)測(cè)是火電機(jī)組運(yùn)行的一項(xiàng)重要技術(shù)。最低成本混煤煤質(zhì) 參數(shù)一般通過(guò)近期電廠進(jìn)煤?jiǎn)蚊簲?shù)據(jù)庫(kù)，以?xún)?yōu)質(zhì)煤配比最小、劣質(zhì)煤配比最大及原煤?jiǎn)蝺r(jià) 最低為摻配目標(biāo)，采用窮舉法計(jì)算單煤數(shù)據(jù)庫(kù)中所有配煤組合，確定合理配煤煤種及最佳 配比，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立的混煤煤質(zhì)非線性參數(shù)預(yù)測(cè)模型，對(duì)混煤煤質(zhì)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)， 提供給運(yùn)行人員，運(yùn)行人員根據(jù)預(yù)測(cè)的混煤煤質(zhì)參數(shù)，及時(shí)調(diào)整鍋爐運(yùn)行。同時(shí)也將最佳配 煤組合方式提供給燃運(yùn)管理中心，可實(shí)現(xiàn)在線快速最優(yōu)配煤。因此，最低成本混煤煤質(zhì)參數(shù) 預(yù)測(cè)的關(guān)鍵是合理配煤煤種及最佳配比。
[0004] 目前火電機(jī)組混煤煤質(zhì)參數(shù)，涉及鍋爐側(cè)最低成本混煤煤質(zhì)參數(shù)的確定，主要依 據(jù)混煤煤質(zhì)參數(shù)和鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合運(yùn)行人員經(jīng)驗(yàn)確定。由于電廠煤源的多樣性和復(fù)雜 性，這種預(yù)測(cè)值確定方法很難充分考慮入爐煤質(zhì)多樣性對(duì)預(yù)測(cè)值的影響，缺乏準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是，根據(jù)現(xiàn)有火電鍋爐側(cè)最低成本混煤煤質(zhì)參數(shù)確定存在的問(wèn)題， 本發(fā)明提出一種火電機(jī)組鍋爐最低成本混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明采用窮舉法和廣義神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，根據(jù)優(yōu)質(zhì)煤 配比最小、劣質(zhì)煤配比最大及原煤?jiǎn)蝺r(jià)最低為目標(biāo)函數(shù)，建立動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)廣 義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，使獲得混煤煤質(zhì)參數(shù)值更具合理性，以保證鍋爐運(yùn)行的合理性、 經(jīng)濟(jì)性。
[0007] 本發(fā)明一種火電機(jī)組鍋爐最低成本混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法步驟為：
[0008] (1)采集電站鍋爐常用單煤數(shù)據(jù)，建立單煤信息數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0009] (2)以?xún)?yōu)質(zhì)煤配比最小、劣質(zhì)煤配比最大及原煤?jiǎn)蝺r(jià)最低為目標(biāo)函數(shù)，并以單煤數(shù) 據(jù)庫(kù)、鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)及歷史上煤數(shù)據(jù)作為約束條件，建立動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型；
[0010] (3)基于步驟（2)建立的動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型，采用窮舉法尋遍單煤數(shù)據(jù)庫(kù)中所有 配煤組合，確定效益最高的配煤煤種及最優(yōu)配比，并標(biāo)記為"最優(yōu)混煤"；
[0011] (4)基于步驟（3) "最優(yōu)混煤"和步驟（1)的單煤數(shù)據(jù)庫(kù)，采用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)建立混煤煤質(zhì)特性預(yù)測(cè)模型；
[0012] (5)基于步驟（3) "最優(yōu)混煤"和基于步驟（4)的廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，輸 入煤種及混煤比例，預(yù)測(cè)混煤的工業(yè)分析、元素分析及燃燒特性；
[0013] 本發(fā)明方法步驟（2)建立的約束條件為輸入變量，包括單煤數(shù)據(jù)庫(kù)、鍋爐設(shè)計(jì)煤 質(zhì)及歷史上煤數(shù)據(jù)。
[0014] 本發(fā)明鍋爐動(dòng)力配煤計(jì)算模型包括配煤約束條件和目標(biāo)函數(shù)：
[0015] 所述配煤計(jì)算模型的配煤約束條件：
[0016] 有η種單煤，要配制具有m個(gè)技術(shù)指標(biāo)T的動(dòng)力煤，若第j種單煤（j = 1，2, 3··· η)經(jīng)過(guò)化驗(yàn)得出第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)（i = 1，2, 3…m)為T(mén)u，又設(shè)第j種單煤在配煤中的百分 率那么用η種單煤配置的第i個(gè)指標(biāo)則為：f(I^X"n);
[0017] 某一臺(tái)鍋爐，根據(jù)其單煤數(shù)據(jù)庫(kù)、鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)及歷史上煤數(shù)據(jù)等的參考，其第i 個(gè)技術(shù)指標(biāo)上限為Ai，下限為Bi，，則用η種單煤配制的第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)就必須在Ai?Bi之 間，即：Bi 彡 ?·(υ，η)彡 Ai ;
[0018] 此外，由η中單煤摻混，其配比之和必須是100%，且各種單煤配比為正值。
[0019] 所述配煤計(jì)算模型的目標(biāo)函數(shù)：
[0020] (1)追求優(yōu)質(zhì)煤配比比例最小
[0021] 我國(guó)煤炭資源中，優(yōu)質(zhì)煤比重較少，價(jià)格也相對(duì)較高，一般工業(yè)鍋爐應(yīng)盡量少用優(yōu) 質(zhì)煤，以合理用煤、降低成本。設(shè)有η種煤進(jìn)行摻混，如果第j種煤是優(yōu)質(zhì)煤，其配比為Xj， 則優(yōu)質(zhì)煤配比最小的目標(biāo)函數(shù)為P min = Xj ;
[0022] (2)追求低質(zhì)煤配比比例最大
[0023] 為了充分利用或就地利用一些質(zhì)量較差的煤炭，節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤、節(jié)約運(yùn)力、降低成 本，用煤應(yīng)立足于多利用低質(zhì)煤。設(shè)有η種單煤相摻混，其中第i種單煤是低質(zhì)煤或資源 豐富，來(lái)源方便，供應(yīng)有保證的煤，其配比為X」，為了更大比例的摻混，則應(yīng)追求其配比為最 大，即目標(biāo)函數(shù)P max = Xj ;
[0024] (3)追求成本最低
[0025] 降低配煤成本是本發(fā)明主要追求的目標(biāo)，假設(shè)有幾種不同單煤進(jìn)行配煤，第j種 單煤的成本價(jià)為Cj，其配比比例為Xj，則配煤的成本價(jià)為

【權(quán)利要求】
1. 一種火電機(jī)組鍋爐成本最低混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法，其特征在于，所述方法根據(jù)優(yōu) 質(zhì)煤配比最小、劣質(zhì)煤配比最大及原煤?jiǎn)蝺r(jià)最低為目標(biāo)函數(shù)，建立動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型，并根 據(jù)廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，使獲得混煤煤質(zhì)參數(shù)值更具合理性，以保證鍋爐運(yùn)行的合 理性、經(jīng)濟(jì)性； 所述方法的步驟為： (1) 采集電站鍋爐常用單煤數(shù)據(jù)，建立單煤信息數(shù)據(jù)庫(kù)； (2) 以?xún)?yōu)質(zhì)煤配比最小、劣質(zhì)煤配比最大及原煤?jiǎn)蝺r(jià)最低為目標(biāo)函數(shù)，并以單煤數(shù)據(jù) 庫(kù)、鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)及歷史上煤數(shù)據(jù)作為約束條件，建立動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型； (3) 基于步驟（2)建立的動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型，采用窮舉法尋遍單煤數(shù)據(jù)庫(kù)中所有配煤 組合，確定效益最高的配煤煤種及最優(yōu)配比，并標(biāo)記為"最優(yōu)混煤"； (4) 基于步驟（3) "最優(yōu)混煤"和步驟（1)的單煤數(shù)據(jù)庫(kù)，采用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 建立混煤煤質(zhì)特性預(yù)測(cè)模型； (5) 基于步驟（3) "最優(yōu)混煤"和基于步驟（4)的廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，輸入煤 種及混煤比例，預(yù)測(cè)混煤的工業(yè)分析、元素分析及燃燒特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火電機(jī)組鍋爐成本最低混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法，其特征 在于，所述方法步驟（2)建立的約束條件為輸入變量，包括單煤數(shù)據(jù)庫(kù)、鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)及歷 史上煤數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火電機(jī)組鍋爐成本最低混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法，其特征 在于，所述動(dòng)力配煤數(shù)學(xué)模型包括配煤約束條件和目標(biāo)函數(shù)； 所述配煤計(jì)算模型的配煤約束條件： 有η種單煤，要配制具有m個(gè)技術(shù)指標(biāo)T的動(dòng)力煤，若第j種單煤（j = 1，2, 3…η)經(jīng) 過(guò)化驗(yàn)得出第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)（i = 1，2, 3…m)為Τυ，又設(shè)第j種單煤在配煤中的百分率Xj， 那么用η種單煤配置的第i個(gè)指標(biāo)則為：f (1^_，Χρ η); 某一臺(tái)鍋爐，根據(jù)其單煤數(shù)據(jù)庫(kù)、鍋爐設(shè)計(jì)煤質(zhì)及歷史上煤數(shù)據(jù)的參考，其第i個(gè)技術(shù) 指標(biāo)上限為化，下限為&，，則用η種單煤配制的第i個(gè)技術(shù)指標(biāo)就必須在&?&之間，即： Bi 彡 ?·(υ，η)彡 Ai ; 此外，由η中單煤摻混，其配比之和必須是100%，且各種單煤配比為正值； 所述配煤計(jì)算模型的目標(biāo)函數(shù)： (1) 追求優(yōu)質(zhì)煤配比比例最?。? 設(shè)有η種煤進(jìn)行摻混，如果第j種煤是優(yōu)質(zhì)煤，其配比為X」，則優(yōu)質(zhì)煤配比最小的目標(biāo) 函數(shù)為= X」.； (2) 追求低質(zhì)煤配比比例最大： 設(shè)有η種單煤相摻混，其中第i種單煤是低質(zhì)煤或資源豐富，來(lái)源方便，供應(yīng)有保證的 煤，其配比為X」，為了更大比例的摻混，則應(yīng)追求其配比為最大，即目標(biāo)函數(shù)Pmax = Xj ; (3) 追求成本最低： 降低配煤成本是本發(fā)明主要追求的目標(biāo)，假設(shè)有幾種不同單煤進(jìn)行配煤，第j種單煤 的成本價(jià)為C」，其配比比例為X」，則配煤的成本價(jià)為
；確定配煤成本最低的目標(biāo) 函數(shù)為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火電機(jī)組鍋爐成本最低混煤煤質(zhì)參數(shù)獲取方法，其特征 在于，所述廣義神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型為， 混煤煤質(zhì)預(yù)測(cè)模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括四層神經(jīng)元，即輸入層、模式層、求和層和輸出層；輸 入輸出為一維列向量時(shí)，其中網(wǎng)絡(luò)輸入為1= [XpXd…xm]T，輸出為=[yi，y2,…ym] T; 輸入層神經(jīng)元數(shù)目等于學(xué)習(xí)樣本輸入層的維數(shù)m，各神經(jīng)元直接將輸入變量傳遞給隱 含層；模式層的神經(jīng)元數(shù)目等于學(xué)習(xí)樣本的數(shù)目n，各神經(jīng)元對(duì)應(yīng)不同的樣本，模式層中神 經(jīng)元的傳遞函數(shù)為高斯函數(shù)，即
求和層有兩種類(lèi)型神經(jīng)元，其中一種神經(jīng)元的作用是對(duì)所有模式層神經(jīng)元的輸出進(jìn)行 算術(shù)求和，模式層各神經(jīng)元與該神經(jīng)元的連接權(quán)值為1 ;其他神經(jīng)元對(duì)所有模式層的輸出 進(jìn)行加權(quán)求和，輸出層中的神經(jīng)元數(shù)目等于學(xué)習(xí)樣本中輸出向量的維數(shù)L,各神經(jīng)元將求 和層的輸出相除；預(yù)測(cè)模型的輸入為從十五種單煤中選取的三個(gè)煤種的煤質(zhì)參數(shù)和其中三 種單煤的比例，輸出為對(duì)應(yīng)混煤的煤質(zhì)實(shí)測(cè)參數(shù)，通過(guò)混煤實(shí)驗(yàn)所得基本煤質(zhì)參數(shù)的訓(xùn)練， 得到預(yù)測(cè)誤差較低的預(yù)測(cè)模型。
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK104156781SQ201410337701
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】桂良明, 陳林國(guó), 夏永俊 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院