[发明专利]一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法

权利要求书

1.一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建混煤煤质预测模型，据此确定各单煤的不同成分指标及混配比例与混煤之间的关系；

2)构建多目标优化配煤模型，并采用NSGA-III算法求解，最终得到优化的配煤方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，所述的步骤1)中，单煤的成分指标包括发热量、挥发分、灰分、水分、硫分和灰熔点。

3.根据权利要求2所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，所述的步骤1)中，对于水分、硫分和发热量，单煤与混煤之间呈线性关系；对于挥发分、灰分和灰熔点，单煤与混煤之间呈非线性关系，以单煤的每个成分及对应的指标混配比例作为输入，以混煤的成分指标作为输出，采用PSO-BP神经网络进行预测。

4.根据权利要求1所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，所述的步骤2)中，多目标优化配煤模型的目标包括经济性目标、安全性目标和环保性目标。

5.根据权利要求4所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，所述的经济性目标的表达式为：

其中，α、β为经济性权重系数，X_i为第i种单煤的混配比例，P_i为第i种单煤的价格，n为煤库中单煤的种数，P_C为实际市场参考煤价，Q_P为由混煤煤质预测模型得到的混煤发热量预测值，Q_ad为设计的混煤发热量值。

6.根据权利要求4所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，所述的安全性目标的表达式为：

其中，γ、δ为安全性权重系数，Q_P、V_P、S_P、M_P、ST_P分别为由混煤煤质预测模型得到的混煤发热量、挥发分、硫分、水分和灰熔点的预测值，Q_ad、V_ad为设计的混煤发热量值和挥发分值，S_min、S_max、M_min、M_max、ST_min、ST_max分别为每种单煤对应的硫分、水分以及灰熔点的最小值和最大值。

7.根据权利要求4所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，所述的环保性目标的表达式为：

其中，ε、∈为环保性权重系数，A_P为由混煤煤质预测模型得到的混煤灰分预测值，A_min、A_max为每种单煤对应的水分最小值和最大值。

8.根据权利要求4所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，所述的NSGA-III算法中，以各单煤的煤种编码以及对应的混配比例作为种群个体，在进行种群初始化、选择、重组、变异、混合、非支配排序挑选操作后，进行设置参考点、种群标准化、关联操作和个体保留操作，得到满足目标要求的混配比例，即配煤方案。

9.根据权利要求1所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，为适应配煤方案，对种群个体进行实数编码，对于m种单煤混配的情况，在种群个体编码的前2m位中，前m位为煤库中随机m种单煤的煤种编码，后m位为对应的混配比例，考虑到实际意义，定义单煤的煤种编码取值范围为[1，n]，对应的混配比例的取值范围为[10，80]，其中，n为煤库中单煤的种数。

10.根据权利要求1所述的一种基于煤质预测的多目标优化配煤方法，其特征在于，为适应配煤方案，在计算边缘参考点关联个体数目时，赋予一个大于2的数，使其在选择时顺序靠后，用以增加NSGA-III算法的收敛性和减少无意义结果。