【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及離心泵控制，具體而言，涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)能控制方法和裝置。
技術(shù)介紹
1、本部分旨在為權(quán)利要求書(shū)或說(shuō)明書(shū)中陳述的內(nèi)容提供背景或上下文，此處描述的內(nèi)容不因?yàn)榘ㄔ诒静糠种芯统姓J(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。
2、在能源時(shí)代，合理利用能源可以降低工業(yè)生產(chǎn)的成本，也可以減少居民的用電、取暖等生活開(kāi)支。此外，由于大部分能源消費(fèi)會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放，因此節(jié)能措施有助于減緩氣候變暖。目前，傳統(tǒng)的工業(yè)用離心泵只關(guān)注其給水功能，然而其運(yùn)行時(shí)能耗過(guò)大的問(wèn)題往往被忽視。離心泵的運(yùn)行能耗占工業(yè)企業(yè)耗電量的很大一部分。采用各種手段提高離心泵的能效，可以顯著降低企業(yè)的能源支出。通過(guò)節(jié)能改造和管理，使離心泵系統(tǒng)更加合理運(yùn)轉(zhuǎn)，減少能量的過(guò)度消耗。此外，根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載的變化，離心泵自適應(yīng)控制也能避免其在過(guò)載條件下的啟動(dòng)和停止，減少磨損，延長(zhǎng)壽命。因此，對(duì)離心泵節(jié)能，既符合可持續(xù)發(fā)展的要求，也有利于企業(yè)降本增效，提高綜合效益，對(duì)民生經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。
3、如專利cn109145321b公布了一種基于多目標(biāo)遺傳算法的離心泵節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其通過(guò)二次響應(yīng)面模型，得到目標(biāo)運(yùn)行工況的轉(zhuǎn)速和進(jìn)出口端節(jié)流閥開(kāi)度。然而該過(guò)程經(jīng)歷了多次cae模擬，如模型建立、網(wǎng)格劃分和湍流計(jì)算，迭代過(guò)程中的誤差累計(jì)較大，與實(shí)際意義上基于工業(yè)數(shù)據(jù)和泵本身運(yùn)行特性的節(jié)能控制相去甚遠(yuǎn)。
4、綜上所述，目前針關(guān)于節(jié)能離心泵的開(kāi)發(fā)較少，已有的技術(shù)方案并未和實(shí)際工況參數(shù)聯(lián)系，設(shè)計(jì)值與實(shí)際值往往想去甚遠(yuǎn)，因此根據(jù)泵的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境及其工況參數(shù)設(shè)計(jì)節(jié)能泵具有重要意義
5、針對(duì)上述的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)能控制方法和裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中離心泵的運(yùn)行能耗較大的技術(shù)問(wèn)題。
2、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)能控制方法，包括：從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取離心泵的運(yùn)行相關(guān)參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，其中，歷史數(shù)據(jù)包括離心泵的水力性能數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，水力性能數(shù)據(jù)包括水泵揚(yáng)程、水泵效率、水泵出口壓力以及水泵轉(zhuǎn)速，狀態(tài)數(shù)據(jù)包括用于驅(qū)動(dòng)離心泵的水泵電機(jī)的水泵電機(jī)電流、水泵電機(jī)電壓以及水泵電機(jī)功率；對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，其中，預(yù)處理包括對(duì)不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理和采用隨機(jī)森林方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)去噪；利用預(yù)處理后得到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)建立的原始自適應(yīng)控制模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到目標(biāo)自適應(yīng)控制模型，其中，原始自適應(yīng)控制模型是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的節(jié)能離心泵的運(yùn)行控制模型；將采集的離心泵的水泵揚(yáng)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、水泵出口壓力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、水泵電機(jī)的電流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及水泵電機(jī)的電壓實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，輸入目標(biāo)自適應(yīng)控制模型，得到離心泵的水泵流量、水泵效率、最優(yōu)水泵轉(zhuǎn)速及對(duì)應(yīng)輸出功率；根據(jù)得到的離心泵的水泵流量、水泵效率、最優(yōu)水泵轉(zhuǎn)速及對(duì)應(yīng)輸出功率，調(diào)整離心泵的狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)調(diào)整后的離心泵的當(dāng)前能效值和歷史能效值，確定下一次調(diào)整時(shí)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整方向。
3、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一方面，還提供了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)能控制裝置，包括：獲取單元，用于從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取離心泵的運(yùn)行相關(guān)參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，其中，歷史數(shù)據(jù)包括離心泵的水力性能數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，水力性能數(shù)據(jù)包括水泵揚(yáng)程、水泵效率、水泵出口壓力以及水泵轉(zhuǎn)速，狀態(tài)數(shù)據(jù)包括用于驅(qū)動(dòng)離心泵的水泵電機(jī)的水泵電機(jī)電流、水泵電機(jī)電壓以及水泵電機(jī)功率；預(yù)處理單元，用于對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，其中，預(yù)處理包括對(duì)不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理和采用隨機(jī)森林對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)去噪；訓(xùn)練單元，用于利用預(yù)處理后得到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)建立的原始自適應(yīng)控制模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到目標(biāo)自適應(yīng)控制模型，其中，原始自適應(yīng)控制模型是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的節(jié)能離心泵的運(yùn)行控制模型；處理單元，用于將采集的離心泵的水泵揚(yáng)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、出口壓力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、水泵電機(jī)的電流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及水泵電機(jī)的電壓實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，輸入目標(biāo)自適應(yīng)控制模型，得到離心泵的水泵流量、水泵效率、最優(yōu)水泵轉(zhuǎn)速及對(duì)應(yīng)輸出功率；控制單元，用于根據(jù)得到的離心泵的水泵流量、水泵效率、最優(yōu)水泵轉(zhuǎn)速及對(duì)應(yīng)輸出功率，調(diào)整離心泵的狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)離心泵的當(dāng)前能效值和歷史能效值，確定下一次調(diào)整時(shí)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整方向。
4、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一方面，還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的程序，程序運(yùn)行時(shí)執(zhí)行上述的方法。
5、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一方面，還提供了一種電子裝置，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器通過(guò)計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行上述的方法。
6、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品或計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)指令，該計(jì)算機(jī)指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。計(jì)算機(jī)設(shè)備的處理器從計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)讀取該計(jì)算機(jī)指令，處理器執(zhí)行該計(jì)算機(jī)指令，使得該計(jì)算機(jī)設(shè)備執(zhí)行上述方法中任一實(shí)施例的步驟。
7、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取離心泵的運(yùn)行相關(guān)參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)包括離心泵的水力性能數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)，水力性能數(shù)據(jù)包括水泵揚(yáng)程、水泵效率、水泵出口壓力以及水泵轉(zhuǎn)速，狀態(tài)數(shù)據(jù)包括用于驅(qū)動(dòng)離心泵的水泵電機(jī)的水泵電機(jī)電流、水泵電機(jī)電壓以及水泵電機(jī)功率；對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理包括對(duì)不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理和采用隨機(jī)森林方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)去噪；利用預(yù)處理后得到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)建立的原始自適應(yīng)控制模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到目標(biāo)自適應(yīng)控制模型，原始自適應(yīng)控制模型是基于機(jī)器學(xué)習(xí)的節(jié)能離心泵的運(yùn)行控制模型；將采集的離心泵的水泵揚(yáng)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、水泵出口壓力實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、水泵電機(jī)的電流實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及水泵電機(jī)的電壓實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，輸入目標(biāo)自適應(yīng)控制模型，得到離心泵的水泵流量、水泵效率、最優(yōu)水泵轉(zhuǎn)速及對(duì)應(yīng)輸出功率；根據(jù)得到的離心泵的水泵流量、水泵效率、最優(yōu)水泵轉(zhuǎn)速及對(duì)應(yīng)輸出功率，調(diào)整離心泵的狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)調(diào)整后的離心泵的當(dāng)前能效值和歷史能效值，確定下一次調(diào)整時(shí)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整方向，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)中離心泵的運(yùn)行能耗較大的技術(shù)問(wèn)題。
8、通過(guò)本專利技術(shù)所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，本專利技術(shù)所提供的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的節(jié)能離心泵方案主要還具有以下有益效果：
9、1)對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)清洗噪聲時(shí)采用通過(guò)刻畫(huà)數(shù)據(jù)疏離度的隨機(jī)森林方法，簡(jiǎn)單且高效，適用于水泵運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的大量特征和樣本的數(shù)據(jù)集，且無(wú)需過(guò)多的數(shù)據(jù)預(yù)處理，對(duì)具備高維數(shù)據(jù)和大規(guī)模數(shù)據(jù)集特征的水泵數(shù)據(jù)庫(kù)適應(yīng)性較強(qiáng)；
10、2)以自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法為內(nèi)核的控制系統(tǒng)，能夠靈活處理離心泵運(yùn)行相關(guān)的復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)訓(xùn)練自動(dòng)調(diào)整模糊集合的參數(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重，更好地適應(yīng)不同的輸入模式和變化，能夠更好地根據(jù)需求變化調(diào)整離心泵的運(yùn)行特性，以達(dá)到節(jié)能目的；
11、3)設(shè)置了預(yù)警模塊，通過(guò)該模塊來(lái)檢測(cè)調(diào)控水泵運(yùn)轉(zhuǎn)情況，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)異常時(shí)，發(fā)送紅色字樣的“離心泵運(yùn)行異常”指令至顯示控制模塊，并連接蜂鳴器報(bào)警，有助于風(fēng)險(xiǎn)直觀顯性化，降低了人為因素及機(jī)器故障導(dǎo)致的出錯(cuò)率，同時(shí)降低了管理和人工成本，提高了鍋爐系統(tǒng)安全系數(shù)；<本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)能控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)去噪，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，在利用預(yù)處理后得到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)建立的原始自適應(yīng)控制模型進(jìn)行訓(xùn)練的過(guò)程中，所述方法還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，所述方法還包括按照如下方式調(diào)節(jié)功率實(shí)時(shí)參數(shù)：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，根據(jù)調(diào)整后的離心泵的當(dāng)前能效值和歷史能效值，確定下一次調(diào)整時(shí)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整方向，包括：
8.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)能控制裝置，其特征在于，包括：
9.一種計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的程序，其中，所述程序運(yùn)行時(shí)執(zhí)行上述權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)中的所述基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)
10.一種電子裝置，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器通過(guò)所述計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行上述權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)中的所述基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)能控制。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的離心泵的節(jié)能控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，對(duì)所述歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)去噪，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，在利用預(yù)處理后得到的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，對(duì)建立的原始自適應(yīng)控制模型進(jìn)行訓(xùn)練的過(guò)程中，所述方法還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的節(jié)能控制方法，其特征在于，所述方法還包括按照如下方式調(diào)節(jié)功率實(shí)時(shí)參數(shù)：
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李作俊，池武，陳杰，李良特，夏益洪，王志勇，許祥斌，李鈺，范偉，陳曉余，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江科爾泵業(yè)股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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