[發明專利]基于模糊模式識別的高爐熱風爐能耗狀態多維度評估方法

有效

• 申請號: 201710481857.3
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107330597B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 婁清輝;牛洪海;彭興;陳俊;耿欣;李兵
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于模糊模式識別的高爐熱風爐能耗狀態多維度評估方法，其特征在于包含如下步驟：

步驟1：選取反映熱風爐能源消耗狀態的指標，結合熱風爐運行數據進行多維度能耗指標計算；所述能耗指標是指能夠直接或間能夠反映熱風爐能源消耗和產品產出的指標,采用的三個維度能耗指標分別為：單位噸鐵耗煤氣量、單位送風耗煤氣量、熱風溫度；

步驟2：根據理論計算以及歷史數據統計分析，計算能耗指標應達值、能耗指標閾值；

步驟3：根據能耗指標實時值、能耗指標應達值、能耗指標閾值以及設定的良好度程度，計算能耗評估指標；

步驟4：選取歷史運行數據為典型狀態參量，循環執行步驟1、2、3，得到典型的能耗評估特征向量，并形成完整的狀態樣本集；

步驟5：通過模糊聚類和分類算法，對步驟4中的樣本集進行聚類和分類，得到能耗評估癥狀集包括優、良、中、差癥狀集；結合三個維度的能耗評估指標，以聚類類心來確定優、良、中和差分類準則，得到三個維度表征熱風爐能耗狀態的優、良、中和差分類的4行3列的癥狀集矩陣；

步驟6：采用基于Dempster證據融合規則的模糊模式識別方法，對待評估的能耗評估特征向量與步驟5中的能耗評估癥狀集進行匹配，得到熱風爐運能耗狀態的綜合評估結果；

具體包括：通過證據理論模式識別方方法，計算出狀態U各評估指標與癥狀集S的隸屬度矩陣：

矩陣R中第i行R_i＝[r_si1 r_si2 r_si3 r_si4]是第i個指標u_i的單指標診斷，r_si1、r_si2、r_si3、r_si4就表示u_i屬于優、良、中、差四類的隸屬度；進一步得出綜合的評估結果：

R_s＝[r_s1 r_s2 r_s3 r_s4]

式中r_si＝a*r_s1i+b*r_s2i+c*r_s3i，0≤r_si≤1，a，b，c為各維度指標在最終評估中所占的權重值，根據r_si的大小最終判斷出狀態所屬類別。

2.如權利要求1所述的基于模糊模式識別的高爐熱風爐能耗狀態多維度評估方法，其特征是:步驟2中，所述的能耗指標應達值為能耗指標在理想狀況下能夠達到的最佳值；所述的能耗指標閾值為排除特殊工況后，能耗指標最差值；能耗指標應達值和能耗指標閾值可以通過理論計算、數據統計、運行經驗等方式確定。

3.如權利要求1所述的基于模糊模式識別的高爐熱風爐能耗狀態多維度評估方法，其特征是:步驟3中，所述設定的良好度程度在[0,1]區間，其計算方法為：

對于單位送風消耗煤氣量、單位噸鐵耗煤氣量類型的能耗指標，指標β越小能耗狀態越好，計算公式如下：

對于送風溫度類型的能耗指標，指標β越大能耗狀況越好，計算公式如下：

式中：θ₀為能耗指標的應達值；

θ_max為能耗指標的閾值；

θ為能耗指標的實際值。

4.如權利要求1所述的基于模糊模式識別的高爐熱風爐能耗狀態多維度評估方法，其特征是:步驟4中，所述的能耗評估特征向量U的計算模型為：

U＝[β_x β_y β_z]，

式中：β_x為單位送風耗煤氣量評估指標0≤β_x≤1；

β_y為單位噸鐵煤氣量評估指標0≤β_y≤1；

β_z為送風溫度評估指標0≤β_z≤1。