[发明专利]一种减低燃煤机组NOx排放量的控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种减低燃煤机组NOx排放量的控制方法和装置，该方法和装置基于混沌分布估计算法优化实现。通过混沌算法对种群进行混沌变异、评价，送入分布估计算法优化产生新个体，进而评价、产生下一代种群，如果下一代种群不满足终止条件，将种群送回混沌算法中继续筛选变异，直至满足终止条件结束。通过改进的分布估计算法来实现对模型可调参数的优化选取，为运行人员提供输入参数的最佳值，使得相同工况下燃煤锅炉的NOx排放量最低。

技术领域

本发明涉及NOx排放控制领域，具体涉及一种减低燃煤机组NOx排放量的控制方法和装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，人们对电力的需求也与日俱增，这也意味着需要更多的能源支持经济增长。目前，我国的火力发电仍处于电力行业的主导地位，且由于我国的能源结构的特殊性，煤炭在未来几十年内仍将处于能源消费的主导地位。煤炭大量燃烧的同时，也带来了严重的环境污染问题，氮氧化物(NOx)便是煤炭在燃烧过程中产生的大气污染物之一。酸雨、光化学烟雾等的产生都与污染气体中的氮氧化物有直接的关系。因此，世界各国都制定了相应的法律和法规来限制NOx的排放，尤其以德国和日本最为严格，其排放标准分别是200mg/Nm³和400mg/Nm³。

我国是人口大国，同时也是世界上最大的煤炭生产与消费国。因煤炭燃烧而产生的NOx排放已经给我国的生态坏境造成了巨大的破坏。据资料显示，我国污染严重的一线城市大气中65％以上的NOx是由煤燃烧产生的，其中火电厂燃煤产生的NOx又占据较大比例。随着可持续发展战略的实施以及国家对环境保护的日益重视，国家开始出台关于限制电厂NOx排放的相关法律。国家环保局于2011年7月18日颁布了《火电厂大气污染排放标准》(GB13223—2011)，明确规定自2012年1月1日起，新建、扩建和改建的火力发电锅炉及燃气轮机组的NOx排放量不得超过200mg/m³，以油为燃料的锅炉NOx排放量不得超过100mg/m³。这些都给高效低污染燃烧技术提供了可量化的指标。

近些年，针对燃煤锅炉NOx排放特性的智能技术采用改进的分布估计算法对控制模型进行优化，但存在以下问题：分布估计算法虽然能够解决低维单模态优化问题，并具有良好的全局搜索能力，但在解决高维多模态问题时容易早成熟，收敛局部最优解，导致优化能力下降。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种减低燃煤机组NOx排放量的控制方法和装置，将分布估计算法进行改进，应用于优化模型参数的选取。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种减低燃煤机组NOx排放量的控制方法，其特征是，包括以下步骤：(1)初始化影响NOx排放量的输入参数种群；(2)评价初始种群，预测NOx值；(3)分配适应度；(4)执行混沌变异；(5)评估混沌变异种群；(6)用分布估计算法产生下一代种群；(7)判断是否满足终止条件，若满足条件则停止迭代，并输出供参考的影响NOx排放量的输入值，否则重新执行步骤(3)。

优选地，步骤(1)具体包括以下步骤：

(a)建立混沌变异的一维Logistic映射模型：α_t+1＝λα_t(1-α_t)；

其中，λ表示控制参数，λ∈[0,4]；α为[0,1]之间的一个随机数；t表示迭代时间；

(b)建立待优化的锅炉运行参数向量个体的空间坐标形式：X_j,G＝(x_j,1,G,…,x_j,i,G,…,x_j,n,G)；

其中，i＝1，2，…，n，n为要优化参数的个数；j＝1,2，…，NP；G＝1，2，…，Gmax，Gmax为最大进化代数；