[發明專利]一種火電廠氮氧化物濃度的控制方法

有效

• 申請號: 202110764519.7
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113485106B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 孟宏君;王尚尚;張凱奇;白建云;印江;任丹瑜;王澤
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 郭海燕

1.一種火電廠氮氧化物濃度的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：從DCS系統中采集機組170MW和260MW工況下的尿素溶液流量x_i與氮氧化物濃度y_i數據；

步驟2：將尿素溶液流量x_i與氮氧化物濃度y_i數據依次進行歸一化處理、濾波處理及零初始值處理；

步驟3：基于步驟2處理好的數據，利用IPSO算法對SNCR脫硝控制系統模型中的參數進行辨識，得到170MW和260MW工況下的從尿素溶液流量到氮氧化物濃度的傳遞函數模型；

步驟4：在單回路PID控制基礎上，引入自適應遺傳算法與Smith預估補償控制法相結合的方法對步驟3得到的傳遞函數模型進行控制；

所述步驟4中自適應遺傳算法具體包括以下步驟：

步驟4.1：初始化種群，包括PID控制器中K_p、K_i、K_d三個參數的取值范圍、種群規模D₂、迭代次數N₂、染色體長度L、交叉概率P_c以及變異概率P_m；

所述K_p∈[-8,8]，K_i∈[1,10]，K_d∈[0,100]，種群規模D₂＝50，迭代次數N₂＝100，染色體長度L＝20，交叉概率P_c∈[0.4,0.9]，表達式如下：

式中P_cmax、P_cmin分別為交叉概率的最大值和最小值；k₂為當前迭代次數，k_2max為最大迭代次數；

變異概率P_m表達式如下：

P_m＝0.2-[1:N₂]*0.04/N₂

步驟4.2：采用實數編碼與線性插值的方式對步驟4.1中的參數進行編碼；

步驟4.3：選取適應度函數Q(x)，計算出每個個體的適應度值；

所述適應度函數Q(x)表達式如下：

式中ω₁、ω₂、ω₃為常數，且ω₁+ω₂+ω₃＝1，e(t)為偏差，t_s為調節時間，σ為超調量；

步驟4.4：采用輪盤賭法選擇出滿足預先設定的相對適應度值指標的個體；

步驟4.5：將步驟4.4選出的個體進行遺傳操作，遺傳操作公式如下：

式中A、B為采取輪盤賭法選出的個體，A′、B′為經遺傳操作產生的新個體，α,β為常數，α,β∈[0,1]；

步驟4.6：采用逆轉法對步驟4.4與4.5所產生的個體進行變異操作；

步驟4.7：經選擇、遺傳、變異操作后獲得新種群；

步驟4.8：對新種群進行參數解碼，包括PID控制器中K_p、K_i、K_d三個參數、種群規模D₂、迭代次數N₂、染色體長度L、交叉概率P_c以及變異概率P_m；

步驟4.9：當滿足最大迭代次數時，輸出優化后的K_p、K_i、K_d，否則重復步驟4.4至4.9。