[發(fā)明專利]一種基于選擇性集成模型的電站SCR脫硝建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910329371.7
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110188383B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚鵬;饒德備;張成;李壯揚;胡昌鎂;曹楠;李勝男;方慶艷;陳剛
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;B01D53/86;B01D53/56
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

本發(fā)明屬于熱工自動控制領(lǐng)域，并公開了一種基于選擇性集成模型庫的電站鍋爐SCR脫硝建模方法。該方法包括下列步驟：(a)采集多天的電站SCR反應(yīng)器入口和出口處的參數(shù)值，將其分為訓(xùn)練集和測試集，選取學(xué)習(xí)器，利用訓(xùn)練集數(shù)據(jù)訓(xùn)練獲得多個模型形成模型庫；(b)利用模型庫中的模型預(yù)測一天中每個時刻的預(yù)測值；(c)t＝t+1，返回步驟(b)，當完成一天所有時刻的預(yù)測后，更新模型庫，將更新后的模型庫作為當前模型庫，返回步驟(b)，直至完成測試集中最后一天模型庫的更新，以此獲得最終的所需的模型庫，即完成電站SCR脫硝的建模。通過本發(fā)明，大大降低模型更新時帶來的數(shù)據(jù)篩選和調(diào)參問題，減少了人工作用，智能化程度更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱工自動控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于選擇性集成模型的電站SCR脫硝建模方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴苛，煙氣脫硝技術(shù)成了燃煤電站必備的煙氣處理裝置。選擇性催化還原技術(shù)(Selective Catalytic Reduction，SCR)技術(shù)成熟、高效穩(wěn)定的特點使其在燃煤電站中獲得了廣泛應(yīng)用。精確、高效的噴氨控制方式是提高脫硝效率、保障系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵。噴氨不足會導(dǎo)致脫硝效率降低，煙氣出口NOx濃度超標；噴氨過量會造成額外的氨逃逸，增加硫酸氫銨的生成，導(dǎo)致下游空預(yù)器堵塞，影響電廠安全生產(chǎn)。

可再生能源入網(wǎng)比例的持續(xù)升高使火電機組身份從基礎(chǔ)電源向調(diào)峰電源方向轉(zhuǎn)變，機組負荷率下降，非設(shè)計工況、變工況運行時段增多。此外，我國煤炭市場復(fù)雜，電廠煤源復(fù)雜，煤質(zhì)多變。這大大增加了SCR脫硝系統(tǒng)運行的難度，傳統(tǒng)PID控制難以適應(yīng)復(fù)雜條件的噴氨精確控制，研究、開發(fā)更精確更快速的噴氨控制方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于選擇性集成模型的電站SCR脫硝建模方法，通過建立關(guān)于電站SCR反應(yīng)器入口和出口處的參數(shù)值的模型庫，克服現(xiàn)有因模型失效而導(dǎo)致噴氨量控制不準確的問題，通過采用本發(fā)明建立的模型庫，可實現(xiàn)在變工況條件下出口處氮氧化合物的預(yù)測，從而實施調(diào)整噴氨量，避免NO_X排放超標時而氨逃逸過量的問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種基于選擇性集成模型的電站SCR脫硝建模方法，該方法包括下列步驟：

(a)采集多天的電站SCR反應(yīng)器入口和出口處的參數(shù)值，將該參數(shù)值分成訓(xùn)練集和測試集，選取學(xué)習(xí)器，將連續(xù)m天的數(shù)據(jù)劃分為一組，以此獲得M組數(shù)據(jù)，分別利用所述M組數(shù)據(jù)訓(xùn)練所述學(xué)習(xí)器，以此獲得M個模型，該M個模型形成模型庫，其中，訓(xùn)練所述學(xué)習(xí)器過程中，所述訓(xùn)練集中SCR反應(yīng)器入口處的參數(shù)值作為輸入，出口處的參數(shù)值作為輸出，m和M為自然數(shù)；

(b)對于所述測試集中每天的數(shù)據(jù)，將t時刻所述模型庫中所有模型分別預(yù)測獲得t時刻SCR反應(yīng)器出口處的參數(shù)值，以此獲得每個模型對應(yīng)的預(yù)測值；將每個模型對應(yīng)的預(yù)測值分別與實際的參數(shù)值進行比較并計算誤差，以此獲得每個模型對應(yīng)的預(yù)測誤差RE_i(t)，利用該預(yù)測誤差RE_i(t)計算每個模型對應(yīng)的預(yù)測權(quán)重W_i(t+1)，利用所述預(yù)測權(quán)重預(yù)測t+1時刻SCR反應(yīng)器出口處的參數(shù)值，以此獲得t+1時刻的預(yù)測值；

(c)t＝t+1，返回步驟(b)，當完成一天所有時刻的預(yù)測后，更新所述模型庫，將更新后的模型庫作為當前模型庫，返回步驟(b)，直至完成所述測試集中最后一天模型庫的更新，以此獲得最終的所需的模型庫，即完成電站SCR脫硝的建模。

進一步優(yōu)選地，在步驟(b)中，所述利用該預(yù)測誤差RE_i(t)計算每個模型對應(yīng)的預(yù)測權(quán)重W_i(t+1)時，優(yōu)選先按照下列方式對每個模型的預(yù)測誤差進行處理：將每個模型對應(yīng)的預(yù)測誤差RE_i(t)進行排序，按照預(yù)設(shè)的比例保留預(yù)測誤差不變，其余的預(yù)測誤差置為無窮大，以此方式更新每個模型的預(yù)測誤差，然后將更新后的預(yù)測誤差用于計算每個模型對應(yīng)的預(yù)測權(quán)重W_i(t+1)。