[发明专利]基于GA‑SVR的水岛加药在线控制方法

说明书

技术领域

本发明属于火电厂水处理技术领域，具体涉及一种基于GA-SVR的水岛加药在线控制方法和装置，可用于自动控制加药量。

背景技术

火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水产生蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，然后由蒸汽压力推动汽轮机旋转，将热能转换成机械能，最后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。

在现代火电厂中，水处理的过程是一个复杂的物理、化学反应过程，该反应过程受来水水质、环境、天气等多种因素影响，因此火电厂中水处理过程具有大时滞、大惯性和非线性的特性。

为了减少来水水质对火电厂正常运行的影响，会通过添加药剂进行调节。目前，运行人员通常根据调试的出水水质来判断药剂的添加量，通过反复增减添加量至出水水质满足要求来确定加药量，工作效率低，并且造成了药品的无形浪费，而且当来水水质变化激烈时，控制品质会明显降低，无法满足出水达标要求。

综上所述，针对现有技术中存在的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于GA-SVR的水岛加药在线控制方法和装置，以解决目前火电厂水处理过程中加药量确定方法工作效率低、药品浪费和无法满足出水达标要求的问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种基于GA-SVR的水岛加药在线控制方法，该方法包括：

获取出水指标符合要求的、来水监测指标的m组历史参数值，以及对应于每组所述历史参数值的加药剂的历史加药量，其中，来水监测指标包括多个指标，每组历史参数值包括该多个指标的参数值；基于支持向量回归机建立在线控制SVR模型，其中，所述历史参数值为所述SVR模型的输入向量，所述历史加药量为所述SVR模型的输出向量；对所述SVR模型执行GA算法，求解所述SVR模型中的参数的最优解；将求解得到的所述最优解输入所述SVR模型，得到水岛的加药模型；实时监测所述来水监测指标的实时参数值；以及将所述实时参数值输入所述水岛的加药模型，以确定当前时刻所述加药剂的加药量。

进一步地，基于支持向量回归机建立在线控制SVR模型的步骤具体包括：设置所述SVR模型的输入向量为所述来水监测指标的数字信号的时间序列x_i，设置所述SVR模型的输出向量为对应于所述时间序列x_i的加药剂的历史加药量的时间序列y_i，其中，i＝1，2，...，n，n＜m；将由所述时间序列x_i和所述时间序列y_i构成的时间序列集(x_i，y_i)采用非线性映射执行向高维空间的映射，并构造所述SVR模型的函数为其中，i＝1，2，...，n，x_i∈R^q，y_i∈R，q为所述来水监测指标中指标的个数，w为权向量，b为常数；引入松弛变量ξ和惩罚因子C，建立所述SVR模型的目标函数为约束条件为其中，ξ≥0，C＞0，i＝1，2，...，n；确定所述SVR模型的核函数为径向基函数其中，σ＞0；建立所述SVR模型为其中，α_i＝Cξ_i，为拉格朗日系数。

进一步地，对所述SVR模型执行GA算法，求解所述SVR模型中的参数的最优解的步骤包括：步骤A：设定GA算法的参数，确定初始种群规模G、全局迭代次数、变异概率、交叉概率，确定松弛变量ξ、惩罚因子C和核参数σ为GA算法的决策变量；步骤B：令迭代次数为1，初始化所述SVR模型的参数，并对初始化后的所述SVR模型的参数进行二进制编码，产生G组初始种群；步骤C：采用下述循环步骤，确定松弛变量ξ、惩罚因子C和核参数σ的最优解：步骤C1：根据适应度函数计算种群中各个体的适应度函数值，步骤C2：判断当前迭代次数是否达到全局迭代次数，若达到，则输出最优个体，结束步骤C，若未达到，则把适应度函数值最高的最优个体保存下来，并记录适应度函数值最低的最差个体序号，令迭代次数加1，进行选择、交叉、变异遗传操作，并用保存的最优个体替换序号为所述最差个体序号的新个体，产生新的种群，返回步骤C1。

进一步地，所述适应度函数为为以所述时间序列集(x_i，y_i)中第i组数据作为所述SVR模型的输入向量计算得到的计算机模拟值。