基于信号重构的烟气脱硝系统前馈控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115888341A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211649139.X(22)申请日2022.12.20(71)申请人国能中卫热电有限公司地址755000宁夏回族自治区中卫市沙坡头区中卫工业园区宁钢大道东侧(72)发明人袁晓君李文科马涛周晓勇马青杨勇王力(74)专利代理机构唐山永和专利商标事务所13103专利代理师张紫亮(51)Int.Cl.B01D53/30(2006.01)B01D53/56(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称基于信号重构的烟气脱硝系统前馈控制方法(57)摘要本发明涉及燃煤机组烟气脱硝技术领域，具体为一种基于信号重构的烟气脱硝系统前馈控制方法，主要包括三方面内容：SCR入口NOx信号重构、烟气流量信号重构、喷氨量前馈控制指令的形成，能够有效克服现阶段由于测量信号存在误差导致的喷氨量控制精度差的问题，有效实现喷氨量精准前馈控制，避免SCR出口NOx浓度大幅波动，节约喷氨量的同时满足环保指标；前馈控制逻辑采用重构的SCR入口NOx信号，有效解决了现阶段入口NOx测量信号存在的时滞问题，当机组负荷变化时，能够及时获得入口NOx浓度参数，克服了测量时滞对控制系统造成的影响；前馈控制逻辑采用重构的烟气流量，能够在线获得准确的烟气流量信号，使得喷氨量的控制值满足氨氮摩尔比要求的指标。CN115888341ACN115888341A权利要求书1/2页1.一种基于信号重构的烟气脱硝系统前馈控制方法，其特征在于，所述方法包括：计算SCR入口NOx浓度测量信号的延迟时间；确定影响SCR入口NOx浓度的初始特征变量，应用互信息方法确定初始特征变量与SCR入口NOx浓度之间的纯迟延；在初始特征变量中加入纯迟延得到中间变量，并利用最大相关最小冗余发从中间变量中筛选出特征变量；利用延迟时间和纯迟延对特征变量进行延迟处理得到输入变量；将输入变量送入预训练NARX神经网络得到重构后的SCR入口NOx浓度；获取总风量的测量值，并利用总风量的测量值与烟气流量之间的函数关系，得到重构后的烟气流量；根据NOx脱除原理，利用重构后的SCR入口NOx浓度和烟气流量得到烟气脱硝系统前馈控制所需的喷氨量。2.如权利要求1所述的基于信号重构的烟气脱硝系统前馈控制方法，其特征在于，计算SCR入口NOx浓度测量信号的延迟时间的过程，包括：获取预定时间段内烟气中氧量数据；获取预定时间段内SCR入口NOx浓度数据；对获取的氧量数据嵌入不同的纯延迟时间，得到重构后的氧量数据；分别计算重构后的氧量数据与获取的SCR入口NOx浓度数据之间的person相关系数，计算式如下：其中，X表示重构后的氧量数据的时间序列，即O2(t‑td)，td表示嵌入的纯延迟时间；Y表示SCR入口NOx浓度数据的时间序列，即NOx(t)；cov(X,Y)表示序列X,Y的协方差；δX表示序列X的标准差，δY表示序列Y的标准差；相关系数ρ(X,Y)最大时，重构后的氧量数据O2(t‑td)中嵌入的纯延迟时间td作为SCR入口NOx浓度测量信号的延迟时间。3.如权利要求2所述的基于信号重构的烟气脱硝系统前馈控制方法，其特征在于，确定影响SCR入口NOx浓度的初始特征变量，应用互信息方法确定初始特征变量与SCR入口NOx浓度之间的纯迟延的过程，包括：确定影响SCR入口NOx浓度的初始特征变量，初始特征变量包括：机组一次风煤比、氧量、机组负荷、总风量、总煤量、总风煤比、SOFA风门开度、二次风门开度、一次风温度；将初始特征变量定义为X＝[x1(t),x2(t),…,xn(t)]，相应的输出变量为相应时刻实际测量到的SCR入口NOx浓度数据，定义为c＝c(t)，其中，n表示初始特征变量个数，t表示取值的时间；对初始特征变量嵌入时间延迟τ＝(τ1,τ2,…τd)进行相空间重构，得到嵌入延迟后的向量[xi(t‑τ1),xi(t‑τ2),…,xi(t‑τd)]；分别计算互信息MI(xi(t‑τ1),c(t)),…MI(xi(t‑τd),c(t))的值，并且在得到的互信息的值最大时对应的时间延迟τh∈[τ1,τ2,…,τd]，则为初始特征变量与SCR入口NOx浓度之间的纯迟延。2CN115888341A权利要求书2/2页4.如权利要求3所述的基于信号重构的烟气脱硝系统前馈控制方法，其特征在于，在初始特征变量中加入纯迟延得到中间变量，并利用最大相关最小冗余发从中间变量中筛选出特征变量的过程，包括：加入纯迟延得到的中间变量定义为XD＝[x1(t‑τh1),x1(t‑τh2),…,xn(t‑τhn)]；利用最大相关最小冗余发从中间变量中筛选出特征变量，特征变量集合计作f＝[xp1(t‑τp1),xp