一种基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法技术

一种基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，包括：获取磨煤机运行相关测点变量历史数据；对获取的数据进行数据清洗；构建磨煤机运行控制模型；基于采集的历史数据对磨煤机运行控制模型进行训练，获得最终磨煤机运行控制模型；采集磨煤机运行相关测点变量实时数据输入到磨煤机运行控制模型获得磨煤机启停建议、给煤量优化建议以及磨煤机运行控制指令。本发明专利技术可根据不同磨煤机的历史运行数据训练相应的最优控制方案，具有灵活性、普适性；克服了单纯使用传统物理模型对系统进行优化造成的模型过度简单和理想导致的失准情况；选用模型可进行在线更新，模型训练好后，能根据实时数据进行模型更新，保证模型对新工况的适应性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法


[0001]本专利技术属于计算机与火力发电业务结合领域，特别涉及一种基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法。

技术介绍

[0002]我国约50％的煤炭用于发电，煤电占发电总量的80％以上，每年消耗22亿吨煤，价值1.8万亿元，产生超过0.2亿吨污染物，且在未来50年内，煤炭在一次能源构成中的主导地位不会改变。然而，随着节能减排的标准逐步提高，火电机组目前面临着环保、经济、安全、市场等各个方面的风险和压力也在提高；如何提高火电机组的综合性能指标，保证机组安全、经济、稳定、环保运行前提下，实现节能减排是火电机组在将来需要长期考虑的问题。
[0003]为实现以上需求，优化火电机组运行方式，采用新的方法和技术改善机组运行环境，是有效提高火电机组运行效率的有效手段之一。对于制粉系统进行开关机优化，在保证水冷壁受热面均匀以及不影响机组效率、不降低煤耗的情况下，可以最大限度降低制粉系统的厂用电量，实现节能目标。
[0004]该专利技术立足于实际需求，致力于解决能源行业痛点，提供了一套人工智能的磨煤机开关机运行优化指导系统。

技术实现思路

[0005]基于以上技术不足，本专利技术是将大数据技术和人工智能技术相结合，本专利技术基于火力发电厂磨煤机长期的运行数据，将磨煤机开关机步骤分为开关机寻优、给煤量寻优、磨煤机仿真三个依次相连的模块，使用自动学习方法进行模型建模，基于遗传算法进行优化指导，提出一种基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法。
[0006]本专利技术具体采用以下技术方案：
[0007]一种基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：从数据库中获取磨煤机运行相关测点变量历史数据，所述磨煤机相关测点变量包括磨煤机状态数据、磨煤机操作指令数据、磨煤机给煤量数据、水冷壁系统状态数据；
[0009]步骤2：对所述步骤1中获取的磨煤机运行相关测点变量历史数据进行预处理，所述预处理包括数据格式统一处理和数据清洗；
[0010]步骤3：构建磨煤机运行控制模型，所述磨煤机运行控制模型根据输入的磨煤机相关测点变量向用户提供各台磨煤机运行控制建议；
[0011]步骤4：将所述步骤2中预处理好的数据输入到所述磨煤机运行控制模型中进行训练，获得最终的磨煤机运行控制模型；
[0012]步骤5：采集磨煤机状态实时数据、磨煤机给煤量实时数据、水冷壁系统状态实时数据输入到所述步骤4的磨煤机运行控制模型中，输出磨煤机运行控制建议。
[0013]本专利技术还进一步采用以下优选技术方案：
[0014]在步骤1中，按预定的时间间隔获取预定测点在取样时刻保存在数据库中的磨煤机相关测点变量历史数据。
[0015]磨煤机状态数据包括磨煤机出口压力、一次风压、磨煤机料位、风粉温度、热一次风温度、锅炉负荷、磨煤机主电机电流；
[0016]磨煤机操作指令数据包括一次风机动叶调节执行器阀位、磨煤机入口冷一次风电动调节风门阀位、磨煤机入口热一次风电动调节风门阀位、磨煤机入口混合风电动调节风门1阀位、磨煤机入口混合风电动调节风门2阀；
[0017]所述磨煤机给煤量数据包括在每个数据取样时刻分别送往每台磨煤机的给煤量数据；
[0018]所述水冷壁系统状态数据包括空预器出口烟气温度、热一次风总管压力、冷一次风总管压力、磨煤机出口压力、磨煤机至燃烧器风粉温度、锅炉负荷、实发功率。
[0019]步骤2包括以下步骤：
[0020]步骤201：对不同数据格式的数据进行数据格式统一处理；
[0021]步骤202：预先设定各个测点变量的最低阈值和最高阈值，即预先设定的各个测点变量的取值范围；
[0022]步骤203：判断各项数据的值是否在该取值范围内，若存在不在该取值范围内的数据，则去掉不属于所述取值范围的数据，并采用插值法补全该位置的数据。
[0023]在步骤3中，磨煤机运行控制模型包括磨煤机开关机寻优子模型、磨煤机给煤量寻优子模型以及磨煤机操作仿真子模型；
[0024]所述磨煤机开关机寻优子模型根据各台磨煤机主电机电流、各台磨煤机给煤量数据给出磨煤机启停建议列表S
i
＝[n1，n2，...，n
i
]，其中i表示磨煤机总数量，n表示磨煤机的启停建议，n＝1或0；1表示开启，0表示关闭；
[0025]所述磨煤机给煤量寻优子模型根据磨煤机启停建议列表、磨煤机给煤量数据、水冷壁系统状态数据，对磨煤机启停建议列表中的磨煤机推荐给煤量；
[0026]所述磨煤机操作仿真子模型根据推荐给煤量和磨煤机状态数据，输出对磨煤机的推荐操作指令。
[0027]在步骤4中，训练磨煤机开关机寻优子模型包括以下步骤：
[0028]步骤401：输入磨煤机主电机电流和磨煤机给煤量数据，根据以下公式计算不同给煤量情况下，每台磨煤机的实际单耗Y
ij
＝[y
i1
，y
i2
，...，y
ij
]：
[0029][0030]其中，Y
ij
表示给煤量为X
j
时的第i个磨煤机的单耗，A
j
表示给煤量为X
j
时的第i 个磨煤机主电机电流，下标j表示给煤量编号，即不同给煤量的种类数量；
[0031]步骤402：根据实际单耗列表，计算第i台磨煤机的平均单耗，获得所有磨煤机的平均单耗列表
[0032]步骤403：根据平均单耗列表中的平均单耗值的大小进行排序，获取单耗序列表
[0033]步骤404：根据实际已开启的磨煤机数量以及输入的磨煤机给煤量数据，计算平均给煤量值：
[0034][0035]其中，表示平均给煤量值，N表示开启的磨煤机数量，x
i
表示第i个磨煤机的给煤量值；
[0036]步骤405：判断平均给煤量值是否在给煤量的预设范围[feed
min
，feed
max
]内；若不作调整；否则根据单耗序列表给出磨煤机启停建议。
[0037]在步骤402包括以下子步骤：
[0038]步骤402
‑
1：以各台磨煤机的给煤量为x，对应单耗为y进行拟合，得到各台磨煤机的出力曲线模型；
[0039]步骤402
‑
2：基于磨煤机给煤量预设范围[feed
min
，feed
max
]，间隔预定给煤量进行取样，计算各台磨煤机对应的单耗；
[0040]步骤402
‑
3：统计各台磨煤机在所有采样给煤量下的单耗，进行平均，获得各台磨煤机的平均单耗列表。
[0041]在步骤405中，若根据单耗序列表给出关闭磨煤机的建议，依次关闭目前处于开启状态的单耗排序最大的磨煤机关闭，直到
[0042]若根据单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：从数据库中获取磨煤机运行相关测点变量历史数据，所述磨煤机相关测点变量包括磨煤机状态数据、磨煤机操作指令数据、磨煤机给煤量数据、水冷壁系统状态数据；步骤2：对所述步骤1中获取的磨煤机运行相关测点变量历史数据进行预处理，所述预处理包括数据格式统一处理和数据清洗；步骤3：构建磨煤机运行控制模型，所述磨煤机运行控制模型根据输入的磨煤机相关测点变量向用户提供各台磨煤机运行控制建议；步骤4：将所述步骤2中预处理好的数据输入到所述磨煤机运行控制模型中进行训练，获得最终的磨煤机运行控制模型；步骤5：采集磨煤机状态实时数据、磨煤机给煤量实时数据、水冷壁系统状态实时数据输入到所述步骤4的磨煤机运行控制模型中，输出磨煤机运行控制建议。2.根据权利要求1所述的基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，其特征在于：在步骤1中，按预定的时间间隔获取预定测点在取样时刻保存在数据库中的磨煤机相关测点变量历史数据。3.根据权利要求2所述的基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，其特征在于：磨煤机状态数据包括磨煤机出口压力、一次风压、磨煤机料位、风粉温度、热一次风温度、锅炉负荷、磨煤机主电机电流；磨煤机操作指令数据包括一次风机动叶调节执行器阀位、磨煤机入口冷一次风电动调节风门阀位、磨煤机入口热一次风电动调节风门阀位、磨煤机入口混合风电动调节风门1阀位、磨煤机入口混合风电动调节风门2阀；所述磨煤机给煤量数据包括在每个数据取样时刻分别送往每台磨煤机的给煤量数据；所述水冷壁系统状态数据包括空预器出口烟气温度、热一次风总管压力、冷一次风总管压力、磨煤机出口压力、磨煤机至燃烧器风粉温度、锅炉负荷、实发功率。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，其特征在于：步骤2包括以下步骤：步骤201：对不同数据格式的数据进行数据格式统一处理；步骤202：预先设定各个测点变量的最低阈值和最高阈值，即预先设定的各个测点变量的取值范围；步骤203：判断各项数据的值是否在该取值范围内，若存在不在该取值范围内的数据，则去掉不属于所述取值范围的数据，并采用插值法补全该位置的数据。5.根据权利要求4所述的基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，其特征在于：在步骤3中，磨煤机运行控制模型包括磨煤机开关机寻优子模型、磨煤机给煤量寻优子模型以及磨煤机操作仿真子模型；所述磨煤机开关机寻优子模型根据各台磨煤机主电机电流、各台磨煤机给煤量数据给
出磨煤机启停建议列表S
i
＝[n1，n2，...，n
i
]，其中i表示磨煤机总数量，n表示磨煤机的启停建议，n＝1或0；1表示开启，0表示关闭；所述磨煤机给煤量寻优子模型根据磨煤机启停建议列表、磨煤机给煤量数据、水冷壁系统状态数据，对磨煤机启停建议列表中的磨煤机推荐给煤量；所述磨煤机操作仿真子模型根据推荐给煤量和磨煤机状态数据，输出对磨煤机的推荐操作指令。6.根据权利要求5所述的基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，其特征在于：在步骤4中，训练磨煤机开关机寻优子模型包括以下步骤：步骤401：输入磨煤机主电机电流和磨煤机给煤量数据，根据以下公式计算不同给煤量情况下，每台磨煤机的实际单耗Y
ij
＝[y
i1
，y
i2
，...，y
ij
]：其中，Y
ij
表示给煤量为X
j
时的第i个磨煤机的单耗，A
j
表示给煤量为X
j
时的第i个磨煤机主电机电流，下标j表示给煤量编号，即不同给煤量的种类数量；步骤402：根据实际单耗列表，计算第i台磨煤机的平均单耗，获得所有磨煤机的平均单耗列表步骤403：根据平均单耗列表中的平均单耗值的大小进行排序，获取单耗序列表步骤404：根据实际已开启的磨煤机数量以及输入的磨煤机给煤量数据，计算平均给煤量值：其中，表示平均给煤量值，N表示开启的磨煤机数量，x
i
表示第i个磨煤机的给煤量值；步骤405：判断平均给煤量值是否在给煤量的预设范围[feed
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]内；若不作调整；否则根据单耗序列表给出磨煤机启停建议。7.根据权利要求6所述的基于人工智能的磨煤机开关机智能运行优化方法，其特征在于：在步骤402包括以下子步骤：步骤402
‑
1：以各台磨煤机的给煤量为x，对应单耗为y进行拟合，得到各台磨煤机的出力曲线模型；步骤402

【专利技术属性】
技术研发人员：叶君健，杜庆敏，刘曙元，刘柱，张勤，杨晓衡，谷薇，刘成成，翟海龙，臧彦廷，
申请(专利权)人：国能南宁发电有限公司，
类型：发明
国别省市：