【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通风调节，尤其涉及一种自然通风空冷塔的通风控制方法及装置。
技术介绍
1、自然通风空冷塔是火力发电厂和化工厂等工业设施中常用的冷却装置，其利用自然对流原理实现热交换和冷却过程。传统的自然通风空冷塔通常采用固定的结构设计和简单的控制策略，如根据环境温度调节风机转速或调整水流量。这些控制方法主要依赖于单一或有限的环境参数，如环境温度或湿度，来调整冷却系统的运行状态。然而，这种简单的控制策略难以应对复杂多变的环境条件和负荷需求，导致冷却效率不稳定，能源消耗较高。
2、现有技术中的不足主要体现在以下几个方面：首先，传统控制方法缺乏对空冷塔内外空气参数的全面感知和精确分析，无法准确把握冷却过程中的温度场、湿度场和气流场的动态变化。其次，控制策略较为单一，难以针对不同工况和环境条件进行灵活调整，导致冷却效果不稳定。再者，现有技术缺乏对空冷塔内部气流分布的精确控制，难以优化气流路径，存在局部冷却不均匀的问题。最后，传统控制对历史数据的利用不足，缺乏自学习和自优化能力，难以实现长期的性能提升。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种自然通风空冷塔的通风控制方法及装置，用于提高自然通风空冷塔的通风控制的效率及准确率。
2、本专利技术提供了一种自然通风空冷塔的通风控制方法，包括：对自然通风空冷塔的内外空气参数进行多点采集并分析，得到空间分布特征数据；对所述空间分布特征数据进行筛选及归一化处理，得到环境参数数据；基于所述环境参数数据，计算温湿度差值和
3、本专利技术还提供了一种自然通风空冷塔的通风控制装置，包括：采集模块，用于对自然通风空冷塔的内外空气参数进行多点采集并分析，得到空间分布特征数据；处理模块，用于对所述空间分布特征数据进行筛选及归一化处理，得到环境参数数据；计算模块，用于基于所述环境参数数据，计算温湿度差值和气流速度变化率，得到通风参数调节指令；调节模块，用于根据通风参数调节指令，对自然通风空冷塔的进风口和出风口的开度进行调节，得到调整后气流量数据；调整模块，用于基于调整后气流量数据，对自然通风空冷塔内部导流装置的角度进行实时调整，得到优化气流分布数据；控制模块，用于根据优化气流分布数据，对自然通风空冷塔顶部排风设备的转速进行动态控制，得到目标排风量数据。
4、本专利技术提供的技术方案中，通过对空冷塔内外空气参数进行多点采集并分析，得到空间分布特征数据，实现了对空冷塔内外环境的全面、精确感知，为后续控制提供了可靠的数据基础。这种多点采集方法克服了传统单点测量的局限性，能够捕捉到空间分布的不均匀性和局部特征，大大提高了数据的代表性和准确性。其次，对采集的数据进行筛选和归一化处理，得到标准化的环境参数数据，有效去除了异常值和噪声，提高了数据质量，同时通过归一化处理使不同类型的数据具有可比性，为后续的综合分析创造了条件。基于标准化的环境参数数据，计算温湿度差值和气流速度变化率，得到通风参数调节指令，这种基于多参数协同的控制策略能够更全面地反映空冷塔的运行状况，相比传统的单一参数控制，能够更好地适应复杂多变的环境条件。此外，通过对进风口和出风口开度的精确调节，结合内部导流装置的实时调整，实现了对气流分布的精细化控制，有效解决了传统控制方法中存在的局部死区和高速区问题，提高了冷却效率的同时降低了能耗。特别是引入了基于遗传算法的导流装置角度优化方法，能够在复杂的非线性环境中找到接近全局最优的解，大大提升了控制的智能化水平。在排风量控制方面，采用了基于cfd分析和pid控制的闭环调节策略，不仅能够精确控制排风量，还能根据历史数据和预测模型进行前瞻性调整，提高了系统的响应速度和适应性。整个控制过程中，大量采用了数据驱动的方法，如空间插值、时间序列分析、趋势预测等，使控制决策更加科学和可靠。同时，通过建立历史数据库和持续的数据分析，具备了自学习和自优化的能力，能够不断提升控制效果。通过多参数协同控制、精细化气流调节，显著提高了自然通风空冷塔的冷却效率和能源利用率。
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1.一种自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，包括：对自然通风空冷塔的内外空气参数进行多点采集并分析，得到空间分布特征数据；对所述空间分布特征数据进行筛选及归一化处理，得到环境参数数据；基于所述环境参数数据，计算温湿度差值和气流速度变化率，得到通风参数调节指令；根据通风参数调节指令，对自然通风空冷塔的进风口和出风口的开度进行调节，得到调整后气流量数据；基于调整后气流量数据，对自然通风空冷塔内部导流装置的角度进行实时调整，得到优化气流分布数据；根据优化气流分布数据，对自然通风空冷塔顶部排风设备的转速进行动态控制，得到目标排风量数据。
2.根据权利要求1所述的自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，所述对自然通风空冷塔的内外空气参数进行多点采集并分析，得到空间分布特征数据步骤，包括：对所述自然通风空冷塔的进风口、出风口及塔体周围设置多个温度传感器，得到多点温度数据，并对所述自然通风空冷塔的进风口、出风口及塔体周围设置多个湿度传感器，得到多点湿度数据；对所述自然通风空冷塔的进风口、出风口及塔体周围设置多个风速传感器，得到多点气流速度数据，并对所述多点温度数据进行时间序
3.根据权利要求2所述的自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，所述对所述空间分布特征数据进行筛选及归一化处理，得到环境参数数据步骤，包括：对所述多点温度数据、多点湿度数据和多点气流速度数据；进行异常值检测，剔除超出预设范围的数据点，得到初步筛选后环境数据，并对所述初步筛选后环境数据进行移动平均处理，得到平滑化的环境数据；对所述平滑化的环境数据中的温度数据进行最大最小值归一化处理，得到归一化温度数据，并对所述平滑化的环境数据中的湿度数据进行最大最小值归一化处理，得到归一化湿度数据；对所述平滑化的环境数据中的气流速度数据进行Z-score标准化处理，得到标准化气流速度数据，并根据所述归一化温度数据、归一化湿度数据和标准化气流速度数据计算各参数的权重系数，得到加权环境参数数据；对所述加权环境参数数据进行主成分分析，提取主要特征，得到降维后环境特征数据，并对所述降维后环境特征数据进行时间序列分解，分离出趋势、季节性和残差成分，得到多尺度环境特征数据；根据所述多尺度环境特征数据计算各参数的相关性矩阵，得到参数间关联度数据，并基于所述参数间关联度数据对环境特征进行聚类分析，得到环境状态分类结果；根据所述环境状态分类结果对各环境参数进行分段线性插值，得到连续化的环境参数曲线，并将所述连续化的环境参数曲线进行小波变换，得到所述环境参数数据。
4.根据权利要求1所述的自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，所述基于所述环境参数数据，计算温湿度差值和气流速度变化率，得到通风参数调节指令步骤，包括：对所述环境参数数据中的温度数据进行时间序列分析，计算温度变化趋势，得到温度趋势数据，并对所述环境参数数据中湿度数据进行时间序列分析，计算湿度变化趋势，得到湿度趋势数据；根据所述温度趋势数据和湿度趋势数据，计算塔内外温湿度差值，得到温湿度梯度数据，并对所述环境参数数据中气流速度数据进行微分运算，得到气流速度变化率数据；对所述温湿度梯度数据进行阈值判断，确定温湿度调节需求，得到温湿度调节参数，并对所述气流速度变化率数据进行阈值判断，确定气流调节需求，得到气流调节参数；根据所述温湿度调节参数和气流调节参数，通过模糊逻辑推理计算进风口开度调节量，得到进风口初步调节指令，并根据所述温湿度调节参数和气流调节参数，通过模糊逻辑推理计算出风口开度调节量，得到出风口初步调节指令；对所述进风口初步调节指令和出风口初步调节指令进行综合分析，计算各调节指令权重系数，得到加权调节指令，并根据所述加权调节指令，通过插值算法生成连续调节曲线，得到平滑化调节指令；根据所述平滑化调节指令，通过自然通风空冷塔的运行状态和历史数据，生成所述通风参数调节指令。
5.根据权利要求1所述的自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，所述根据通风参数调节指令，对自然通风空冷塔的进风口和出风口的开度进行调节，得到调整后气流量数据步骤，包括：对通风参数调节指令进行解析，提取进风口和出风口开度调节量，得到开度调节参数，并根据开度调节参数计算进风口和出风口执行机构运动轨迹，得到执行机构控制指令；将执行机构控制指令转换为电机驱动信号，控制进风口和出风口执行机构运动，得到实际开度数据，并对实际开度数据与目标开度进行比对，计...
【技术特征摘要】
1.一种自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，包括：对自然通风空冷塔的内外空气参数进行多点采集并分析，得到空间分布特征数据；对所述空间分布特征数据进行筛选及归一化处理，得到环境参数数据；基于所述环境参数数据，计算温湿度差值和气流速度变化率，得到通风参数调节指令；根据通风参数调节指令，对自然通风空冷塔的进风口和出风口的开度进行调节，得到调整后气流量数据；基于调整后气流量数据，对自然通风空冷塔内部导流装置的角度进行实时调整，得到优化气流分布数据；根据优化气流分布数据，对自然通风空冷塔顶部排风设备的转速进行动态控制，得到目标排风量数据。
2.根据权利要求1所述的自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，所述对自然通风空冷塔的内外空气参数进行多点采集并分析，得到空间分布特征数据步骤，包括：对所述自然通风空冷塔的进风口、出风口及塔体周围设置多个温度传感器，得到多点温度数据，并对所述自然通风空冷塔的进风口、出风口及塔体周围设置多个湿度传感器，得到多点湿度数据；对所述自然通风空冷塔的进风口、出风口及塔体周围设置多个风速传感器，得到多点气流速度数据，并对所述多点温度数据进行时间序列采样，得到温度变化趋势数据；对所述多点湿度数据进行时间序列采样，得到湿度变化趋势数据，并对所述多点气流速度数据进行时间序列采样，得到气流速度变化趋势数据；根据所述温度变化趋势数据、湿度变化趋势数据和气流速度变化趋势数据计算温湿度梯度和气流速度梯度，得到空间分布特征数据。
3.根据权利要求2所述的自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，所述对所述空间分布特征数据进行筛选及归一化处理，得到环境参数数据步骤，包括：对所述多点温度数据、多点湿度数据和多点气流速度数据；进行异常值检测，剔除超出预设范围的数据点，得到初步筛选后环境数据，并对所述初步筛选后环境数据进行移动平均处理，得到平滑化的环境数据；对所述平滑化的环境数据中的温度数据进行最大最小值归一化处理，得到归一化温度数据，并对所述平滑化的环境数据中的湿度数据进行最大最小值归一化处理，得到归一化湿度数据；对所述平滑化的环境数据中的气流速度数据进行z-score标准化处理，得到标准化气流速度数据，并根据所述归一化温度数据、归一化湿度数据和标准化气流速度数据计算各参数的权重系数，得到加权环境参数数据；对所述加权环境参数数据进行主成分分析，提取主要特征，得到降维后环境特征数据，并对所述降维后环境特征数据进行时间序列分解，分离出趋势、季节性和残差成分，得到多尺度环境特征数据；根据所述多尺度环境特征数据计算各参数的相关性矩阵，得到参数间关联度数据，并基于所述参数间关联度数据对环境特征进行聚类分析，得到环境状态分类结果；根据所述环境状态分类结果对各环境参数进行分段线性插值，得到连续化的环境参数曲线，并将所述连续化的环境参数曲线进行小波变换，得到所述环境参数数据。
4.根据权利要求1所述的自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，所述基于所述环境参数数据，计算温湿度差值和气流速度变化率，得到通风参数调节指令步骤，包括：对所述环境参数数据中的温度数据进行时间序列分析，计算温度变化趋势，得到温度趋势数据，并对所述环境参数数据中湿度数据进行时间序列分析，计算湿度变化趋势，得到湿度趋势数据；根据所述温度趋势数据和湿度趋势数据，计算塔内外温湿度差值，得到温湿度梯度数据，并对所述环境参数数据中气流速度数据进行微分运算，得到气流速度变化率数据；对所述温湿度梯度数据进行阈值判断，确定温湿度调节需求，得到温湿度调节参数，并对所述气流速度变化率数据进行阈值判断，确定气流调节需求，得到气流调节参数；根据所述温湿度调节参数和气流调节参数，通过模糊逻辑推理计算进风口开度调节量，得到进风口初步调节指令，并根据所述温湿度调节参数和气流调节参数，通过模糊逻辑推理计算出风口开度调节量，得到出风口初步调节指令；对所述进风口初步调节指令和出风口初步调节指令进行综合分析，计算各调节指令权重系数，得到加权调节指令，并根据所述加权调节指令，通过插值算法生成连续调节曲线，得到平滑化调节指令；根据所述平滑化调节指令，通过自然通风空冷塔的运行状态和历史数据，生成所述通风参数调节指令。
5.根据权利要求1所述的自然通风空冷塔的通风控制方法，其特征在于，所述根据通风参数调节指令，对自然通风空冷塔的进风口和出风口的开度进行调节，得到调整后气流量数据步骤，包括：对通风参数调节指令进行解析，提取进风口和出风口开度调节量，得到开度调节参数，并根据开度调节参数计算进风口和出风口执行机构运动轨迹，得到执行机构控制指令；将执行机构控制指令转换为电机驱动信号，控制进风口和出风口执行机构运动...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙振国，孙新峰，宁文刚，白海军，李平，李立涛，王金科，陈强，刘伟峰，刘国栋，李国瑞，
申请(专利权)人：陕西榆林能源集团杨伙盘煤电有限公司，
类型：发明
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