[發明專利]一種基于多模型加權預測的垃圾焚燒爐脫硝控制方法

在審

• 申請號: 202111447443.1
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114183760A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 劉學迅;李志東;張偉東;張燕星;易剛;葉育生;姚順春;李崢輝;莫爵徽
• 申請（專利權）人: 廣州環投從化環保能源有限公司;華南理工大學;佛山華譜測智能科技有限公司
• 主分類號: F23G5/50
• 分類號: F23G5/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于多模型加權預測的垃圾焚燒爐脫硝控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取垃圾焚燒爐的運行參數和NOx濃度排放，所述運行參數包括爐膛溫度、一次風量、總風量、進水溫度、進水流量、噴氨流量和主蒸汽流量；基于皮爾遜相關性分析，計算出各個所述運行參數和所述NOx排放濃度之間的相關度，將若干個相關度最大的對NOx濃度排放有影響的所述運行參數確定為特征變量；

S2：對選擇特征變量進行時間平移，并計算各特征變量與NOx排放濃度之間的相關度，獲得最大相關度時的時間平移值，作為特征變量的滯后時間，經過該步驟可獲得滯后時間為t1；

S3：獲取當前時刻t，根據計算得到的滯后時間t1對各個所述運行參數進行時間平移，以獲取進行時間平移后的t-t1時刻的各個特征變量：將所述特征變量進行組合以作為訓練樣本，并結合最小二乘法建立若干個預測子模型Mi（i=1，2，3……，n）；其中，最小二乘法模型公式如公式（1）所示：

（1）

其中，Y表示模型的計算輸出； 為特征變量； 為回歸系數；b為常數；

S4：獲取各個預測子模型的輸出權重Wi，可得到各個子模型預測值為Cprei=Mi*Wi，將各子模型進行組合，得到預測組合模型Mi（t），其預測輸出為Cpre（t）=∑Mi（t）*Wi，其中，Cpre（t）為t時刻的NOx濃度排放預測值；根據目標函數 ，并基于粒子群算法對預測組合模型的權重進行尋優求解；其中所述目標函數為粒子群算法的計算目標函數，即獲得目標函數E最小時的各個預測子模型的輸出權重值Wi；其中，i為特征變量個數；j：樣本數據數量；Cpre為模型預測值、C實際為NO濃度實際排放值；

S5：根據預設的滯后時間t1+1、t1+2、t1+3、t1+4和t1+5分別對所述特征變量進行時間平移，以獲取進行時間平移后的t-t1+1、t-t1+2、t-t1+3、t-t1+4和t-t1+5時刻的各個所述特征變量，并重復所述步驟S3-S4以獲取t+1、t+2、t+3、t+4和t+5時刻的預測組合模型M（t+1）、M（t+2）、M（t+3）、M（t+4）和M（t+5），從而獲得各個所述預測組合模型的預測輸出值Cpre（t+1）、Cpre（t+2）、Cpre（t+3）、Cpre（t+4）和Cpre（t+5）；

S6：獲取NOx濃度排放的控制目標值C目標，根據各個所述預測輸出值，NOx濃度排放控制目標值C目標，以及預設的預測輸出值-控制目標值-噴氨流量的關系，獲得各個所述預測輸出值對應的時刻的噴氨流量；

S7：將各個時刻的噴氨流量作為對應時刻的噴氨閥門的PID控制目標值。

2.根據權利要求1所述的一種基于多模型加權預測的垃圾焚燒爐脫硝控制方法，其特征在于，所述步驟S6，獲取NOx濃度排放的控制目標值C目標，根據各個所述預測輸出值，NOx濃度排放控制目標值C目標，以及預設的預測輸出值-控制設定值-噴氨流量的關系，獲得各個所述預測輸出值對應的時刻的噴氨流量，包括以下步驟：

S61：將所述預測輸出值Cpre（t）與NOx濃度排放控制設定值C目標的差值作為分段函數F1(x)的輸入，計算得到t時刻的噴氨流量V1。

3.根據權利要求1所述的一種基于多模型加權預測的垃圾焚燒爐脫硝控制方法，其特征在于，所述步驟S6，獲取NOx濃度排放的控制目標值C目標，根據各個所述預測輸出值，NOx濃度排放控制設定值C目標，以及預設的預測輸出值-控制設定值-噴氨流量的關系，獲得各個所述預測輸出值對應的時刻的噴氨流量，包括以下步驟：

S62：將所述預測輸出值Cpre（t+1）與NOx濃度排放控制設定值C目標的差值作為分段函數F2(x)的輸入，計算得到t+1時刻的噴氨流量V2。

4.根據權利要求1所述的一種基于多模型加權預測的垃圾焚燒爐脫硝控制方法，其特征在于，所述步驟S6，獲取NOx濃度排放的控制目標值C目標，根據各個所述預測輸出值，NOx濃度排放控制設定值C目標，以及預設的預測輸出值-控制設定值-噴氨流量的關系，獲得各個所述預測輸出值對應的時刻的噴氨流量，包括以下步驟：

S63：將所述預測輸出值Cpre（t+2）與NOx濃度排放控制設定值C目標的差值作為分段函數F3(x)的輸入，計算得到t+2時刻的噴氨流量V3。