一种用于预测来自排放源的排放物的方法。与排放源的操作有关的过程变量的测试值，与待预测的排放变量的相应时间相关测试值一起被收集起来。使用过程变量的测试值，为每一个过程变量计算出多个第一系数的测试值，并且将其与过程变量相关联，并且为每一个过程变量的每一个值计算出多个第二系数的测试值，并且将其与过程变量的值相关联。与排放源的操作有关的过程变量的比较值，与待预测的排放变量的相应时间相关比较值一起被收集起来。使用过程变量的比较值，为每一个过程变量计算出多个第一系数的比较值，并且将其与过程变量相关联，并且为每一个过程变量的每一个值计算出多个第二系数的比较值，并且将其与过程变量的值相关联。然后，将变量及其相关系数的比较值的预定组合与各个变量及其相关系数的测试值进行迭代比较。其中当在变量及其相关系数的比较值和测试值之间进行比较分配时，与所匹配的变量测试值有关的排放变量的测试值被平均，并且作为排放变量的预定值进行分配。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过程的监测与控制，以及这些行为的预测模型，并且 更为具体的是，涉及过程监测与控制系统，以及用于预测操作排放源 的过程或排放物参数。
技术介绍
关于环境人们已经达成共识，并且诸如氧化氮和二氧化硫等主要 污染物在大多数工厂被同时管制， 一致性40CFR的第60部分，或40 CFR的第75部分。加强这些法规的执行是联邦环保局和各个州的职责。 近年为了尽量减小工业设施向大气排放有害气体，已经把很大注意力 都集中在忙于这些法规的监测需求。用于确保有害气体的正确监测的一种技术已经在连续性排放物监 测系统(CEMS)中实施。这些系统被用来监测二氧化硫、氧化氮、一 氧化碳、全部还原硫、不透明物质、挥发性碳水化合物、颗粒和诸如 水银等重金属的排放。 一般情况下，在位于每一个排放源的工厂中安 装有CEMS。可适用的联邦、州和当地法规包括用于对每一个排放源 进行连续监测的一定部分，并且法规机构对每一个工厂都具有监测计 划，详细说明在启动之前如何测量和报告排放速率。CEM系统一般包括就地分析仪，直接安装在排气烟道，也就是往 复式发动机的排气管中，或者安装在从排气烟道中提取气体样本并且将其传递到一定级别分析仪的提取系统中。诸如气体分析仪等连续排放监测系统组件是非常昂贵的，难以维护，并且难以进行合理校准。 因此，针对CEM系统的法规要求对分析仪进行周期性的校正和其他质 量保证程序，以便确保依从数据的准确性和可靠性。在许多情况下，法规允许对基于硬件的连续性排放监测系统的替 代物进行认证和操作。这种可替代品包括软件解决方案，用于预测来 自可用过程的排放和环境参数。用于证明这些预测性排放监测系统(PEMS)的程序在法规40 CFR的第75部分的E子部分和40 CFR的 第60部分的附录B性能指标16中有详细讲述。 一般地，PEM系统对 产生排放的排放源进行建模，并且在给定过程操作状态的情况下预测 所产生的排放量。法规允许最大10%的停工期以用于校正。如果一个单位使用 CEMS保持操作的停工时间大于10%，则执法人员认为其排放水平为 最大可能的水平。结果导致不一致操作和排放的过量报告。设备必须 维护和操作其气体分析仪，以避免需要现有操作成本的惩罚，并且偶 尔需要紧急服务。可以根据40CFR的第75部分的E子部分进行认证 的可靠的基于软件的PEMS将代表工业设备的极其昂贵的依从监测需 要。过去也建造有PEM系统，以预测连续性工业过程的各种燃烧和排 放参数，并且计算过程或燃烧效率以用于依从报告和过程优化目的。 一般情况下，通过监测诸如压力、温度、流速等多个输入以及诸如NOx、 CO、 02等一个或多个输出参数来"训练"PEM系统。经过训练之后， 在正常操作中，PEM系统只监测多个输入，并且计算与实际污染水平 相匹配的估计输出参数值。在过去使用的方法包括非线性统计、神经 网络、特征值、随机过程和其他根据可用场地设备来处理输入参数的 方法，并且预测过程排放速率和燃烧或过程效率。这些PEM系统的大 部分都比较复杂，成本相对较高，并且难以实施。这些系统一般还需要在系统提供商的专业人员支持下接受再训练，以便将专属模型调整 到现场中的现实世界条件。
技术实现思路
根据本专利技术，提出了一种用于预测来自排放源的排放的系统和方 法。与待预测的排放变量的相应时间相关测试值一起，收集了与排放 源的操作有关的过程变量的测试值。使用过程变量的测试值，为每一 个过程变量计算了多个第一系数的测试值，并且将其与过程变量相关 联，并且为每一个过程变量计算了多个第二系数的测试值，并且将其 与过程变量的值相关联。与待预测的排放变量的相应时间相关比较值 一起，收集了与排放源的操作有关的过程变量的比较值。使用过程变 量的比较值，为每一个过程变量计算了多个第一系数的比较值，并且 将其与过程变量相关联，并且为每一个过程变量计算了多个第二系数 的比较值，并且将其与过程变量的值相关联。变量的比较值及它们的 相关系数的预定组合被迭代地与各个变量的测试值和相关系数相比 较。当在变量及其相关系数的比较值和测试值之间比较结果匹配时， 与所匹配的变量测试值有关的排放变量的测试值被平均，并且被作为 排放变量的预定值进行分配。附图说明以下附图用于图示具体实施例方式图1示出了根据本专利技术的排放物监测设备的整体框图； 图2示出了根据本专利技术的 一 个实施例的PEM S计算系统的框图； 图3A示出了文档结构，用于描述根据本专利技术的处理变量和相关系 数的值；图3B示出了根据本专利技术的主数据表格的文档结构； 图4示出了用于操作整个系统的流程图； 图5示出了统计混合建模系统的示意图6示出了根据本专利技术所产生的预测模型的测试情况中的预测与 实际污染排放物的时间图； 图7示出了根据本专利技术所产生的预测模型的测试情况中的预测与实际污染排放物的x-y图8示出了根据本专利技术所产生的预测模型的测试情况中的预测与 实际污染排放物之间差别的时间图；并且图9示出了用于遵从的数据流的整体图。具体实施例方式图1为根据本专利技术的系统20的示意图，用于监测、预测和控制一 个或多个连续或成批处理中的系统处理变量和排放物以及/或者排放 源。如图1所示的系统用于多个处理或排放源的中央监测和管理。参 照图1，排放源101(a) (c)的每一个都进行利用原材料(例如煤或燃油) 来生产可度量的输出(能源或其他产品)的连续或成批处理。排放源 101(a) (c)可以采用任何形式，包括往复式柴油发动机、往复式气体发 动机、气体涡轮、蒸汽涡轮、小型可移式燃油锅炉、废热锅炉、太阳 能发电机、风力发电机、基于燃料电池的发电机或者任何其他设备， 它们能够将任何形式的潜能转化成电能，同时通过一个或多个相应的 烟道或排管103a-c将污染排放物102排放到大气中。在图1中，排放 源101a和系统20的相关元件被显示在框A中，以表示这些组件位于 功率生成设备或其他设备上。框A之外的系统20的元件可以位于排放 源101a的附近或者较远的位置，并且可以配置为与位于排放源101a 附近的PEMS计算机107(如下所述)进行交互作用。可选情况下，PEMS 计算机107可以与排放源101a-101c中的任一个相距较远。系统20还使用用于根据处理和排放变量的历史值来预测处理和 排放变量的值的新颖方法。该方法可以用于生成计算机可实现的预测 模型，用于预测系统处理变量和/或排放变量的值。用于预测处理和排 放变量的值的方法可以手动地执行。可选地，与变量值的预测有关的 任一个或所有步骤和与模型生成有关的任一个或所有步骤可以通过或 借助一个或多个计算设备来执行。用于生成预测模型的处理和排放数据能够以几个方法中的任一个 来获取。在如图l所示的实施例中，与给定排放源101a有关的处理参 数数据(例如，温度或压力值)通过相关处理控制系统105a来测量。 除了处理控制系统105a或作为处理控制系统的可选物之外，处理数据 或其特定部分可以通过位于沿着处理流的各种位置上的离散测量设备 199而得到。处理控制系统105a或离散测量设备199可以测量诸如温 度、压力、差分压和质量流量等处理参数。我们知道，由测量设备所 测量的实际处理变量取决于正被讨论的处理。在如图1所示的实施例中，排放数据通过一般用19本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于根据多个附属变量的值来预测第一变量的值的方法，包括如下步骤： 获取多个第一变量测试值，该多个第一变量测试值的每一测试值是在相应时间点测量的； 对多个附属变量中的每一个附属变量，获取多个附属变量测试值，该多个附属变量值的每一个值与多个第一变量值的值相关，多个附属变量测试值的每一个测试值是在与多个第一变量测试值的测试值之一被测量的时间点几乎同时的时间点所测量的； 对于多个第一系数的每一个第一系数，提供与多个变量的每一个附属变量相关的第一系数的单独测试值，每一个第一系数的单独测试值是多个相关附属变量测试值的至少一部分测试值的函数； 对于多个第二系数的每一个第二系数，提供与多个变量的每一个附属变量的每个测试值相关的第二系数的单独测试值，第二系数的每一个单独测试值是多个相关附属变量测试值的至少一部分测试值的函数； 对于多个附属变量的多个被选附属变量中的每一个被选择附属变量，获取多个附属变量比较值； 对于多个第一系数的每一个第一系数，提供与附属变量相关的第一系数的单独比较值，第一系数的每一个单独比较值是多个相关附属变量比较值的至少一部分比较值的函数； 对于多个第二系数的每一个第二系数，提供与每一个附属变量比较值相关的第二系数的单独比较值，第二系数的每一个单独比较值是多个相关附属变量比较值的至少一部分比较值的函数； 对于在所选附属变量的多个预定组合的每一个预定组合中的每一个附属变量，迭代比较； 附属变量的每一个比较值和附属变量的每一个测试值；以及 与变量的比较值有关的所选第二系数的比较值和与变量的测试值有关的所选第二系数的测试值； 对于所选附属变量的多个预定组合的每一个预定组合中的每一个附属变量，识别附属变量的所有测试值，其中测试值与附属变量的比较值之差等于或小于相关的预定量，并且其中，对于与附属变量的每一个测试值相关的所选第二系数的每一个，所选第二系数的所有测试值与所选第二系数的比较值之差等于或小于相关的预定量；以及 将与每一个附属变量的各个测试值有关的第一变量的所有测试值的平均值作为第一变量的预测值进行分配，其中第一变量测试值与比较附属变量值之差为相关的预定量。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩G斯旺森，
申请(专利权)人：布赖恩G斯旺森，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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