一种基于历史运行数据统计的工业锅炉负荷分配方法与流程

本发明涉及热电生产，尤其涉及一种基于历史运行数据统计的工业锅炉负荷分配方法。

背景技术：

1、在热电生产领域中，常见以母管制运行的工业锅炉。相比于单元制运行，母管制的锅炉运行方式更为平稳、可靠。与此同时，由于不同锅炉的生产效率有差异，因此在下游蒸汽负荷一定时，不同的负荷分配方式会影响到整体的综合生产效率。因此，使用合理的负荷分配方法对锅炉组出力进行调整，可以有效地提高锅炉组整体的生产效率。

2、目前，现有锅炉负荷分配方式有按锅炉组的负荷比例分配、按优先级顺序调整和按燃料消耗量微增率相等的原则分配等方式。

3、但是，按比例分配、按优先级分配等方式根据人工经验进行预先设置，不能保证分配的有效性；按等微增率分配的方式需要精准的锅炉效率曲线作为前提，通常难以实现。

4、因此，基于锅炉组历史运行数据寻找一种合理的锅炉负荷分配方法，对于确保锅炉组的运行能效有着重要的意义。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种基于历史运行数据统计的工业锅炉负荷分配方法，其解决了现有技术中存在着的人工经验不准确、锅炉效率曲线难以识别导致的锅炉组综合运行效率不高的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本发明实施例提供一种基于历史运行数据统计的工业锅炉负荷分配方法，包括：获取锅炉组的历史运行数据；基于历史运行数据，分别构建锅炉总负荷段运行时长矩阵、锅炉组总负荷矩阵和锅炉组综合效率矩阵；利用锅炉总负荷段运行时长矩阵、锅炉组总负荷矩阵和锅炉组综合效率矩阵对其矩阵元素逐项依次相乘，以得到锅炉组运行效能矩阵；其中，锅炉总负荷段运行时长矩阵的矩阵维度、锅炉组总负荷矩阵的矩阵维度、锅炉组综合效率矩阵的矩阵维度和锅炉组运行效能矩阵的矩阵维度均相同；基于包括约束条件的动态规划算法对锅炉组运行效能矩阵进行求解，以确定出最优锅炉负荷分配方案。

6、在一个可能的实施例中，锅炉组所包含的多台锅炉中每台锅炉的历史运行数据均包括时间标记、锅炉负荷和燃料消耗量。

7、在一个可能的实施例中，锅炉组包括多台锅炉；基于历史运行数据，分别构建锅炉总负荷段运行时长矩阵、锅炉组总负荷矩阵和锅炉组综合效率矩阵，包括：分别构建三个空的矩阵；其中，三个空的矩阵中每个空的矩阵的每个维度均对应于一台锅炉，并且每个维度上的列数均等于对应锅炉的负荷分段数，且每列由小至大均对应于由小至大的锅炉的负荷段；基于时间标记和锅炉负荷，分别统计第一个空的矩阵中每个单元格对应的运行总时长，并将运行总时长填入到第一个空的矩阵中，以得到锅炉总负荷段运行时长矩阵；基于锅炉负荷，分别统计第二个空的矩阵中每个单元格对应的锅炉组总负荷，并将锅炉组总负荷填入到第二个空的矩阵中，以得到锅炉组总负荷矩阵；基于锅炉负荷和燃料消耗量，分别统计第三个空的矩阵中每个单元格对应的运行总产汽量和总燃料消耗量，并计算总燃料消耗量和运行总产汽量的商值，以及将商值填入到第三个空的矩阵中，以得到锅炉组综合效率矩阵。

8、在一个可能的实施例中，上述运行总时长、锅炉组总负荷、运行总产汽量和总燃料消耗量的统计过程包括：将每台锅炉由最小负荷至最大负荷按照预设步长进行负荷的离散化，并按照四舍五入的原则确定实际负荷和离散化负荷段的对应关系；基于对应关系，分别统计运行总时长、锅炉组总负荷、运行总产汽量和总燃料消耗量。

9、在一个可能的实施例中，利用锅炉总负荷段运行时长矩阵、锅炉组总负荷矩阵和锅炉组综合效率矩阵对其矩阵元素逐项依次相乘，以得到锅炉组运行效能矩阵，包括：利用数据平滑方法对锅炉总负荷段运行时长矩阵进行填充，以得到填充后的锅炉总负荷段运行时长矩阵；利用插值方法对锅炉组综合效率矩阵进行填充，以得到填充后的锅炉组综合效率矩阵；利用填充后的锅炉总负荷段运行时长矩阵、锅炉组总负荷矩阵和填充后的锅炉组综合效率矩阵对其矩阵元素逐项依次相乘，以得到锅炉组运行效能矩阵。

10、在一个可能的实施例中，利用数据平滑方法对锅炉总负荷段运行时长矩阵进行填充，以得到填充后的锅炉总负荷段运行时长矩阵，包括：对锅炉总负荷段运行时长矩阵中未被填充的第一单元格进行标记；其中，未被填充的第一单元格对应于历史运行数据中未出现的锅炉总负荷；利用数据平滑方法对锅炉总负荷段运行时长矩阵中被标记的第一单元格进行填充，以得到填充后的锅炉总负荷段运行时长矩阵。

11、在一个可能的实施例中，利用插值方法对锅炉组综合效率矩阵进行填充，以得到填充后的锅炉组综合效率矩阵，包括：对锅炉组综合效率矩阵中未被填充的第二单元格进行标记；其中，未被填充的第二单元格对应于历史运行数据中未出现的锅炉负荷组合；利用插值方法对锅炉组综合效率矩阵中被标记的第二单元格进行填充，以得到填充后的锅炉组综合效率矩阵。

12、在一个可能的实施例中，基于包括约束条件的动态规划算法对锅炉组运行效能矩阵进行求解，以确定出最优锅炉负荷分配方案，包括：在锅炉组运行效能矩阵中标记每台锅炉的不可行负荷段；确定锅炉组的锅炉负荷分配方案对应代价的递推函数；基于不可行负荷段和递推函数实现动态规划算法，以确定从锅炉组运行效能矩阵的左上角的最低总负荷至右下角的最高总负荷的总权重最小的最优路径；其中，最优路径即为最优锅炉负荷分配方案。

13、第二方面，本技术实施例提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。

14、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。

15、第四方面，本技术提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。

16、(三)有益效果

17、本发明的有益效果是：

18、本技术实施例提供了一种基于历史运行数据统计的工业锅炉负荷分配方法，通过获取锅炉组的历史运行数据，以及基于历史运行数据，分别构建锅炉总负荷段运行时长矩阵、锅炉组总负荷矩阵和锅炉组综合效率矩阵，以及利用锅炉总负荷段运行时长矩阵、锅炉组总负荷矩阵和锅炉组综合效率矩阵对其矩阵元素逐项依次相乘，以得到锅炉组运行效能矩阵，其中，锅炉总负荷段运行时长矩阵的矩阵维度、锅炉组总负荷矩阵的矩阵维度、锅炉组综合效率矩阵的矩阵维度和锅炉组运行效能矩阵的矩阵维度均相同，以及基于包括约束条件的动态规划算法对锅炉组运行效能矩阵进行求解，以确定出最优锅炉负荷分配方案，从而解决了现有分配方法中确定的人工经验不准确、锅炉效率曲线难以识别导致的锅炉组综合运行效率不高的问题。

19、为使本技术实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。