[发明专利]一种供热锅炉集群优化运行方法

摘要

本发明涉及一种供热锅炉集群优化运行方法及系统，本供热锅炉集群优化运行方法包括：步骤S1，建立锅炉集群中各锅炉的特性模型；以及步骤S2，计算锅炉集群的负荷分配；本发明的供热锅炉集群优化运行方法及系统采用模糊聚类(FCM)数据分析方法，对每台锅炉的大量历史数据进行分析，获得不同锅炉在负荷和运行条件不同的条件下，燃料的消耗和污染物排放特性，从而建立了锅炉特性的模型；然后利用非支配排序遗传算法(NSGA)求解热源厂锅炉组合多目标优化问题，优化了热水生产负荷分配，降低燃料消耗和污染物的排放。

主权项

1.一种供热锅炉集群优化运行方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，建立锅炉集群中各锅炉的特性模型；以及步骤S2，计算锅炉集群的负荷分配；所述步骤S1中建立锅炉集群中各锅炉的特性模型，即采用模糊聚类算法建立各锅炉的特性模型，以及根据所述特性模型获得锅炉运行的特性函数；所述特性函数即描述锅炉在相应负荷率、给水温度和给水流量的条件下，生产单位热量所对应的锅炉燃料消耗量和污染物排放量的函数关系；采用模糊聚类算法建立各锅炉的特性模型的方法包括如下步骤：步骤S11，采集建立特性模型所需的历史运行的样本数据；所述样本数据包括：GenPer：锅炉负荷率，单位％；WaterinT：锅炉给水温度，单位℃；Mflow：锅炉给水流量，单位t/h；CostOne：生产单位热量所对应的燃料消耗量，单位GJ/GJ；EM_NO_x：生产单位热量所产生的NOx污染物排放量，单位kg/GJ；EM_SO₂：生产单位热量所产生的SO₂污染物排放量，单位kg/GJ；步骤S12，基于历史运行样本数据，采用模糊聚类算法获得样本数据的聚类中心，且对聚类中心数据进行插值，以获得锅炉运行的特性函数；采用模糊聚类算法获得样本数据的聚类中心，且对聚类中心数据进行插值再处理，获得锅炉运行的特性函数的方法包括如下步骤：步骤S121，初始化：给定聚类类别数c，权值因子m，设定迭代停止阈值ε，设置迭代计数次数k，初始化聚类原型V^(k)，且k＝0；模糊聚类算法描述如下：模糊聚类算法的最小化目标函数：使得u_ij∈[0,1]，1≤j≤n，1≤i≤c；式中：U＝[u_ij]是一个c×n的模糊划分矩阵，c为给定聚类类别数，权值因子m，u_ij为第j个样本到第i个聚类中心的隶属度，d_ij＝||x_j‑v_i||是样本x_j和聚类中心v_i的欧式空间距离；x_j＝(GenPer,WaterinT,Mflow,CostOne,EM_NO_x,EM_SO₂)步骤S122，根据下式更新模糊划分矩阵U^(k+1)：若对于任意j,r，j为样本个数，r为公式中聚类中心的序号，d_rj(k)表示k次迭代获得的样本x_j和聚类中心v_r的欧式空间距离；若d_rj(k)＞0，则有若对于任意j,r，使得d_rj＝0，则令：u_ij＝1且对i≠r，u_ij＝0；步骤S123，根据U^(k)，按照下式计算新的聚类中心V^(k+1)：步骤S124，判定阈值，比较V^(k+1)和V^(k)，若||V^(k+1)‑V^(k)||＜ε，则停止迭代，否则令k＝k+1，转到步骤S122；计算得到聚类中心V，输出聚类中心，获得锅炉的特性模型；步骤S125，插值计算以获得锅炉运行的特性函数，即在沿锅炉负荷率GenPer方向上每隔1％的地方进行插值，从而获得锅炉运行的特性函数(CostOne,EM_NO_x,EM_SO₂)＝FuncOne(GenPer,WaterinT,Mflow)。