【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锅炉自适应控制，特别是涉及一种基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统。
技术介绍
1、循环流化床锅炉（cfb锅炉）是一种高效的热能转换设备，广泛应用于电力生产和工业热加工领域。它通过循环流动的床料来实现燃料的高效燃烧和热量的传递。随着可再生能源在电力系统中的比重逐渐增加，传统的煤电机组面临着更加复杂多变的运行环境，特别是在需要快速响应电网负荷变化的场合。因此，提高cfb锅炉的负荷响应速度和灵活性成为技术发展的重要方向。
2、综上，cfb锅炉在快速变负荷过程中存在多种挑战，如炉内流动、传热和燃烧过程的系统惯性较大，以及快速频繁的负荷变化可能带来的水动力安全和金属部件损伤等问题。这些挑战限制了cfb锅炉在新能源并网和消纳方面的重要作用，尤其是在需要煤电机组提供灵活调节能力的现代电力系统中。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：构建基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，实现对锅炉负荷变化的快速响应和稳定控制，包括：通过自适应控制、预热燃烧技术、精确燃料喷射控制和智能风粉模块，实现了对负荷变化的快速响应，提高了燃烧效率和系统稳定性，降低了运营成本，同时减少了环境污染。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，包括：数据采集单元、控制单元；
3、其中，数据采集单元，用于获取锅炉运行状态数据以及负荷变化数据；
4、控制单元，用于建立锅炉控制模型，并根据锅炉运行状态数据以及负荷
5、控制单元还包括：
6、第一处理模块，用于根据锅炉运行状态数据以及负荷变化数据，生成当前锅炉的预测输出负荷区间；
7、第二处理模块，根据预测输出负荷区间与输出负荷需求值确定负荷差值，并设置多个负荷差值区间，基于负荷差值区间生成对应的锅炉修正决策；
8、第三处理模块，根据锅炉修正决策生成对应修正指令，对锅炉运行参数进行修正。
9、本专利技术的一些实施例中，第一处理模块还用于：
10、对锅炉输出负荷进行评分，生成输出负荷评价梯度值p，p=[p1,p2…pi…pn]；
11、其中，pi为第i等级的输出负荷评分，n表示等级数量；
12、获取锅炉运行状态历史数据以及负荷变化数据；
13、对锅炉运行状态历史数据进行分类，生成产热值q，q=[q1,q2…qi…qn]、水位值h，h=[h1,h2…hi…hn]、蒸汽量值s，s=[s1,s2…si…sn]；
14、其中，qi表示第i次取样的产热值，hi表示第i次取样的水位值，si表示第i次取样的蒸汽值，p'i表示第i次取样的输出负荷评价实际值，n表示取样次数；
15、并根据对应的负荷变化数据，对输出负荷进行区间划分，区间间距为d，生成采样时段的输出负荷评价实际值集合p’，p’=[p'1,p'2…p'i…p'n]；
16、其中，p'i表示第i个区间对应的输出负荷评价实际值，n表示区间个数；
17、根据锅炉运行状态历史数据以及采样时段的输出负荷评价实际值集合p’计算对应权重，得到产热值q的权重w1、水位值h的权重w2以及蒸汽量值s的权重w3；
18、生成锅炉输出状态评价预测值p’’；
19、p’’=w1*q+w2*h+w3*s；
20、根据锅炉输出状态评价预测值p’’确定。
21、本专利技术的一些实施例中，计算对应权重，包括：
22、建立训练数据集d，d= (x,y)；
23、x是输入变量的矩阵，x=（q,h,s）,y是输出变量的向量,y=p’；
24、计算锅炉输出状态评价预测值p’’与负荷评价实际值集合p’之间的误差平方和e；
25、e=(pi’−pi’’)2=(pi’−(w1*qi+w2*hi+w3*si))2
26、分别对w1、w2、w3求偏导，取偏导数等于0时的输出值作为误差平方和e的最小值；
27、=−2qi*(pi’−(w1*qi+w2*hi+w3*si))=0
28、=−2hi*(pi’−(w1*qi+w2*hi+w3*si))=0
29、=−2si*(pi’−(w1*qi+w2*hi+w3*si))=0
30、简化后得矩阵形式的方程：
31、(xtx)w=xty
32、其中，x是输入变量的矩阵，y是输出变量的向量，w是权重向量(w1,w2,w3);
33、通过求逆矩阵生成权重向量w：
34、w=(xtx)−1xty
35、得到产热值q的权重w1、水位值h的权重w2以及蒸汽量值s的权重w3。
36、本专利技术的一些实施例中，第二处理模块还包括：
37、根据预测输出负荷区间与输出负荷需求值确定负荷差值，并设置多个负荷差值区间，基于负荷差值区间生成对应的锅炉修正决策；
38、获取输出负荷需求值所在区间r’以及预测输出负荷区间r，生成负荷修正值r’’，r’’=r’-r;
39、若r’’为正，则执行一级负荷调节指令；
40、若r’’为负，则执行二级负荷调节指令；
41、若r’’为0，则保持锅炉运行状态监测。
42、本专利技术的一些实施例中，一级负荷调节指令还用于：
43、获取蒸汽值的剩余调节量s’，计算蒸汽值的剩余调节量s’对锅炉输出负荷的增量p1；
44、通过锅炉输出负荷的增量p，生成对应的输出负荷区间增量r1，此时p=p1；
45、若r1≥|r’’|，则生成蒸汽阀门调节指令修正蒸汽阀门参数；
46、若r1<|r’’|，则计算水位值的剩余调节量h’对锅炉输出负荷的增量p2，
47、通过锅炉输出负荷的增量p，生成对应的输出负荷区间增量r2，此时p=p1+p2；
48、若r2≥|r’’|，则生成蒸汽阀门调节指令以及水位调节指令，修正蒸汽阀门参数以及水位参数；
49、若r2<|r’’|，则计算所需产热值第一调节量q’，根据所需产热值第一调节量q’生成第一燃烧修正指令。
50、本专利技术的一些实施例中，二级负荷调节指令，包括：
51、基于负荷修正值r’’，确定锅炉输出负荷的减量∆p’，计算所需产热值第二调节量q’’，
52、q’’=（p’-（w2*h+w3*s））/w1；
53、根据所需产热值第二调节量q’’生成第二燃烧修正指令。
54、本专利技术的一些实施例中，第一燃烧修正指令，包括：
55、获取燃烧状况历史数据，包括：燃料供给量数据、送粉风量数据喷口角度数据以及受热面温度数据；
56、建立产热状况控制模型，基于产热状况控制模型对燃烧室参数进行修正；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，包括：数据采集单元、控制单元；
2.如权利要求1所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述第一处理模块还用于：
3.如权利要求2所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述计算对应权重还用于：
4.如权利要求1所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述第二处理模块还用于：
5.如权利要求4所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述一级负荷调节指令还用于：
6.如权利要求5所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述第一燃烧修正指令还用于：
7.如权利要求4所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述二级负荷调节指令还用于：
8.如权利要求6所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述预热燃烧修正参数还用于：
9.如权利要求8所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响
10.如权利要求8所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述喷口角度修正参数还用于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，包括：数据采集单元、控制单元；
2.如权利要求1所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述第一处理模块还用于：
3.如权利要求2所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述计算对应权重还用于：
4.如权利要求1所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述第二处理模块还用于：
5.如权利要求4所述的基于自适应控制的循环流化床锅炉负荷响应系统，其特征在于，所述一级负荷调节指令还用于：
6.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏，田裕荣，
申请(专利权)人：内蒙古北方蒙西发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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