[发明专利]一种基于多目标寻优的燃烧优化控制系统

说明书

本发明提出了一种基于多目标寻优的燃烧优化控制系统，首先在大量试验数据的基础上，建立锅炉燃烧优化模型；然后采用智能粒子群寻优算法，通过计算目标函数获得锅炉燃烧模型中的各个最优的输入变量数据，从而优化燃烧控制系统。本发明解决了燃煤发电机组燃烧控制系统多目标优化的复杂问题，能够自动寻找最优控制策略。本发明简单可靠，易于实现，适用于火电机组燃烧系统的优化控制。

技术领域

本发明属于电力系统燃烧技术领域，具体为一种基于多目标寻优的燃烧优化控制系统。

背景技术

在燃煤发电机组的升降负荷过程中，由机组的协调控制系统计算出不同负荷下锅炉所需的总给煤量，但各层燃烧器的煤量如何分配，会影响到锅炉的燃烧效率和烟气中NOx的排放，而目前各层燃烧器的煤量基本上采用的是均等分配，显然不是最优的；

另一方面，由锅炉的送风控制系统可计算出不同负荷下锅炉所需的总风量，但锅炉送风是通过不同层(高度)的燃料风、辅助风、燃烬风及附加风加入到炉膛进行燃烧的，在锅炉总风量一定的情况下如何分配这些不同层(高度)的风量，会明显影响锅炉的燃烧工况，而目前不同层(高度)的风量基本上按照一定的经验来分配的，显然也不是最优的。

因此，锅炉燃烧优化控制系统的主要任务是通过细化分配各层燃烧器的煤量、不同层(高度)的风量及确定最佳风煤比等手段，提高锅炉燃烧效率，降低锅炉尾部烟气NOx含量，并消除锅炉燃烧过程中所存在的问题。锅炉燃烧优化控制系统的主要目标为：

(1)降低烟气中飞灰含碳量、CO值；

(2)在不增加飞灰含碳量的前提下，减少NOx含量；

(3)消除锅炉燃烧过程中所引起的壁温超温的问题；

(4)消除左右侧烟道烟温偏差问题；

(5)尽可能减少排烟损失。

目前燃煤发电机组燃烧控制系统无法获得良好的控制品质。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出一种基于多目标寻优的燃烧优化控制系统，首先在大量试验数据的基础上，建立锅炉燃烧优化模型；然后采用智能粒子群寻优算法，通过计算目标函数获得锅炉燃烧模型中的各个最优的输入变量数据，从而优化燃烧控制系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于多目标寻优的燃烧优化控制系统，所述控制系统根据试验数据建立锅炉燃烧优化模型，其具体形式如下：

X＝[O_A，P_f,V_f，C_h，D_i，E_j，F_k]

其中X为多目标输入变量，O_A为总送风量，P_f为一次风压，V_f为一次风量，C_h为第h层燃烧器煤量、D_i为第i层一次风门开度、E_j为第j层二次风门开度、F_k为第k层燃尽风门开度。

作为本发明进一步改进，所述控制系统采用智能粒子群寻优算法，构造优化目标函数J，具体表示为：

其中J为目标函数，j₁～j₇为权重系数。

作为本发明进一步改进，所述的智能粒子群寻优算法，种群由s个粒子组成，单个粒子在D维搜索空间中的位置及速度特征如下：

x_i＝(x_i1,x_i2,…,x_iD)