一种供热锅炉集群优化运行方法技术

技术编号:13539670 阅读:57 留言:0更新日期:2016-08-17 16:16
本发明专利技术涉及一种供热锅炉集群优化运行方法及系统,本供热锅炉集群优化运行方法包括:步骤S1,建立锅炉集群中各锅炉的特性模型;以及步骤S2,计算锅炉集群的负荷分配;本发明专利技术的供热锅炉集群优化运行方法及系统采用模糊聚类(FCM)数据分析方法,对每台锅炉的大量历史数据进行分析,获得不同锅炉在负荷和运行条件不同的条件下,燃料的消耗和污染物排放特性,从而建立了锅炉特性的模型;然后利用非支配排序遗传算法(NSGA)求解热源厂锅炉组合多目标优化问题,优化了热水生产负荷分配,降低燃料消耗和污染物的排放。

【技术实现步骤摘要】
201610262135

【技术保护点】
一种供热锅炉集群优化运行方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1,建立锅炉集群中各锅炉的特性模型;以及步骤S2,计算锅炉集群的负荷分配。

【技术特征摘要】
1.一种供热锅炉集群优化运行方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1,建立锅炉集群中各锅炉的特性模型;以及步骤S2,计算锅炉集群的负荷分配。2.根据权利要求1所述的供热锅炉集群优化运行方法,其特征在于,所述步骤S1中建立锅炉集群中各锅炉的特性模型,即采用模糊聚类算法建立各锅炉的特性模型,以及根据所述特性模型获得锅炉运行的特性函数;所述特性函数即描述锅炉在相应负荷率、给水温度和给水流量的条件下,生产单位热量所对应的锅炉燃料消耗量和污染物排放量的函数关系。3.根据权利要求2所述的供热锅炉集群优化运行方法,其特征在于,采用模糊聚类算法建立各锅炉的特性模型的方法包括如下步骤:步骤S11,采集建立特性模型所需的历史运行的样本数据;所述样本数据包括:GenPer:锅炉负荷率,单位%;WaterinT:锅炉给水温度,单位℃;Mflow:锅炉给水流量,单位t/h;CostOne:生产单位热量所对应的燃料消耗量,单位GJ/GJ;EM_NOx:生产单位热量所产生的NOx污染物排放量,单位kg/GJ;EM_SO2:生产单位热量所产生的SO2污染物排放量,单位kg/GJ。步骤S12,基于历史运行样本数据,采用模糊聚类算法获得样本数据的聚类中心,且对聚类中心数据进行插值,以获得锅炉运行的特性函数。4.根据权利要求3所述的供热锅炉集群优化运行方法,其特征在于,采用模糊聚类算法获得样本的聚类中心,且对聚类中心数据进行插值再处理,获得锅炉运行的特性函数的方法包括如下步骤:步骤S121,初始化:给定聚类类别数c,权值因子m,设定迭代停止阈值ε,设置迭代计数次数k,初始化聚类原型V(k),且k=0;模糊聚类算法描述如下:模糊聚类算法的最小化目标函数:使得uij∈[0,1],1≤j≤n,1≤i≤c;0<Σj=1nuij<n,1≤i≤c;]]>式中:U=[uij]是一个c×n的模糊划分矩阵,c为给定聚类类别数,权值因子m,uij为第j个样本到第i个聚类中心的隶属度,dij=||xj-vi||是样本xj和聚类中心vi的欧式空间距离;xj=(GenPer,WaterinT,Mflow,CostOne,EM_NOx,EM_SO2)步骤S122,根据,根据下式更新模糊划分矩阵U(k+1):若对于任意j,r,j为样本个数,r为公式中聚类中心的序号,drj(k)表示k次迭代获得的样本xj和聚类中心vr的欧式空间距离;若drj(k)>0,则有uij=1/Σr=1c(dijdrj)2m-1]]>若对于任意j,r,使得drj=0,则令:uij=1且对i≠r,uij=0;步骤S123,根据U(k),按照下式计算新的聚类中心V(k+1):vi(k+1)=Σj=1nuijm(k)xjΣj=1nuijm(k);]]>步骤S124,判定阈值,比较V(k+1)和V(k),若||V(k+1)-V(k)||<ε,则停止迭代,否则令k=k+1,转到步骤S122;计算得到聚类中心V,输出聚类中心,获得锅炉的特性模型;步骤S125,插值计算以获得锅炉运行的特性函数,即在沿锅炉负荷率GenPer方向上每隔1%的地方进行插值,从而获得锅炉运行的特性函数(CostOne,EM_NOx,EM_SO2)=FuncOne(GenPer,WaterinT,Mflow)。5.根据权利要求4所述的供热锅炉集群优化运行方法,其特征在于,所述步骤S2中计算锅炉集群的负荷分配的方法,即采用非支配排序遗传算法计算锅炉集群的负荷分配。6.根据权利要求5所述的供热锅炉集群优化运行方法,其特征在于,采用非支配排序遗传算法计算锅炉集群的负荷分配的方法包括如下步骤:步骤S21,建立锅炉集群优化运行的目标函数;以及步骤S22,采用非支配排序遗传算法求解优化目标下的最优负荷分配。7.根据权利要求6所述的供热锅炉集群优化运行方法,其特征在于,所述步骤S21目标函数的优化目标包括:最小化生产单位热量的燃料消耗、最小化生产单位热量产生的污染物排放NOx、SO2;对优化目标分别进行降维处理,即构建污染物排放综合指标:Rex=EM_NOx×γ1...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈孝武于春娣钟崴吴燕玲
申请(专利权)人:常州英集动力科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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