【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于工業脫硝，具體涉及一種基于多核支持向量機的燃煤電廠scr入口nox濃度的預測方法。
技術介紹
1、在現代工業中，火電廠扮演著重要角色，但其排放的氮氧化物(nox)對環境和公共健康構成了嚴重威脅。為了減少這些排放物，選擇性催化還原(scr)技術被廣泛應用于火電廠的煙氣處理中。scr技術通過將氮氧化物轉化為無害的氮氣和水蒸氣，以達到降低nox排放的目的。然而，為了確保scr系統的高效運行，需要精確控制進入scr反應器的還原劑(如氨或尿素)的濃度，這就需要可靠的scr入口濃度預測技術。
2、scr入口濃度預測的重要性不僅體現在提高系統性能和穩定性方面，更在于其對環境保護和成本效益的重要貢獻。通過準確預測和控制還原劑的濃度，scr系統可以在不同負荷和操作條件下保持高效的nox去除效率，同時最大限度地減少化學還原劑的使用量，從而降低運營成本并減少對環境的負面影響。
3、在scr入口濃度預測技術的研究和發展中，關鍵挑戰之一是實時監測和數據處理的準確性。傳感器技術的進步使得能夠實時獲取煙氣中的關鍵參數，如煙氣流量、溫度、nox濃度等，這些數據為預測模型提供了必要的輸入。預測模型通常基于歷史數據分析、物理化學反應原理以及機器學習算法，如神經網絡、支持向量機等，來建立和優化。這些模型不僅要能夠準確預測還原劑的最佳濃度，還需要考慮到系統的動態變化和響應速度，以便及時調整反應器的操作參數。
4、此外，scr入口濃度預測技術的應用還推動了火電廠脫硝系統的技術創新和發展。隨著物聯網技術和人工智能在工業應用
5、針對傳統模型在scr脫硝系統nox出口濃度預測中精度低、擬合性差、特征變量多、非線性關系難以尋找等問題，建立了先對數據做預處理，再通過構建非線性映射的多核支持向量機模型對scr入口nox濃度進行實時預測。
技術實現思路
1、為解決現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種能基于多核支持向量機的燃煤電廠scr入口nox濃度的預測方法，采用數學建模的方式，以mic最大互信息系數，結合工藝情況進行特征選擇，簡化模型的復雜度，提高模型的解釋性，并降低過擬合風險。
2、為了實現上述目標，本專利技術采用如下的技術方案：
3、基于多核支持向量機的燃煤電廠scr入口nox濃度的預測方法，包括以下具體步驟：
4、s1、數據采集；
5、s2、數據預處理；
6、s3、特征選擇與時間對齊：根據s2中處理后的數據，采用mic最大互信息系數計算不同變量與scr入口nox濃度之間的相關性，并以此計算每個特征變量與scr入口nox濃度之間的mic系數值，根據該值大小篩選不同特征變量與對應的時間滯后長度；
7、s4、多核支持向量機構造：選取不同的核函數進行構造多核支持向量機；
8、s5、scr入口nox濃度值預測：根據s3中分析的特征變量經過時間平移后，輸入到s4中的多核支持向量機中進行訓練，再輸入測試數據，預測對應時間的未來scr入口nox濃度值。
9、優選地，前述步驟s1中，采集的數據為電廠dcs系統或sis系統實時采集的電廠數據，包括機組負荷、風量、風煤比、煙氣含氧量、給煤量、過燃風流量和位置反饋。
10、優選地，前述采集的數據具體為機組負荷、總一次風量、總二次風量、一次風煤比、二次風煤比、a空預器入口煙氣含氧量、a空預器出口煙氣含氧量、b空預器入口煙氣含氧量、b空預器出口煙氣含氧量、a送風機動葉位置反饋、b送風機動葉位置反饋、給煤機a給煤量、給煤機b給煤量、給煤機c給煤量、給煤機d給煤量、給煤機e給煤量、給煤機f給煤量、爐膛后墻上層左側過燃風流量、爐膛后墻上層右側過燃風流量、爐膛前墻上層左側過燃風流量、爐膛前墻上層右側過燃風流量、爐膛后墻左側過燃風流量、爐膛后墻右側過燃風流量、爐膛前墻左側過燃風流量、爐膛前墻右側過燃風流量、煤燃料量之和、磨煤機a熱風入口調節門位置反饋、磨煤機a冷風入口調節門位置反饋、磨煤機b熱風入口調節門位置反饋、磨煤機b冷風入口調節門位置反饋、磨煤機c熱風入口調節門位置反饋、磨煤機c冷風入口調節門位置反饋、磨煤機d熱風入口調節門位置反饋、磨煤機d冷風入口調節門位置反饋、磨煤機e熱風入口調節門位置反饋、磨煤機e冷風入口調節門位置反饋、磨煤機f熱風入口調節門位置反饋、磨煤機f冷風入口調節門位置反饋、燃燒器a層左側二次風流量、燃燒器a層右側二次風流量、燃燒器b層左側二次風流量、燃燒器b層右側二次風流量、燃燒器c層左側二次風流量、燃燒器c層右側二次風流量、燃燒器d層左側二次風流量、燃燒器d層右側二次風流量、燃燒器e層左側二次風流量、燃燒器e層右側二次風流量、燃燒器f層左側二次風流量、燃燒器f層右側二次風流量。
11、優選地，前述采集的數據均為秒級數據。
12、優選地，前述步驟s2中，數據預處理具體為：對每個特征變量超過相應設定范圍的異常數據進行刪除。
13、優選地，前述步驟s4中，多核支持向量機的核函數構造方法采用加權求和核，具體如下：
14、
15、式中，κ是多核核函數；x，z都是n*1的兩個向量，具體來說是不同時間下各個特征變量值；βj是不同子核函數的權重；是不同子核函數；m是子核函數個數。
16、優選地，前述步驟s3中，數據處理過程為：結合工藝進行特征篩選，并且計算每個特征變量的最佳時間滯后長度。
17、優選地，前述步驟s5中，首先將步驟s3中的特征變量進行對應的時間對齊后構造出自變量。
18、優選地，前述步驟s3中的特征變量包括：機組負荷、一次風煤比、a空預器出口煙氣含氧量、a空預器入口煙氣含氧量、b空預器出口煙氣含氧量、b空預器入口煙氣含氧量、給煤機a給煤量、給煤機b給煤量、給煤機c給煤量、給煤機d給煤量、給煤機e給煤量、給煤機f給煤量、煤燃料量之和、磨煤機a冷風入口調節門位置反饋、磨煤機a熱風入口調節門位置反饋、磨煤機c冷風入口調節門位置反饋、磨煤機c熱風入口調節門位置反饋、磨煤機e冷風入口調節門位置反饋和磨煤機e熱風入口調節門位置反饋。
19、優選地，前述步驟s5中，以最短滯后時間90秒后的scr入口nox濃度作為因變量，多核支持向量回歸機模型為：
20、
21、式中，m是樣本個數，αi、是第i個樣本對應的拉格朗日乘子，xi、xj分別是第i、第j個樣本，∈是一個參數，是支持向量機在優化問題中的邊界條件，yi是第i個因變量值，c是一個參數，用于控制誤分類的懲罰程度。
22、優選地，scr入口nox濃度預測函數為：
23、
24、式中，x是未來待預測scr入口nox濃度值對應的特征變量。
25、本專利技術的有益之處在于：
26、(1)本專利技術在數據預處理中采用數學建模的方式，以mic最大互信息本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，包括以下具體步驟：
2.根據權利要求1所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，所述步驟S1中，采集的數據為電廠DCS系統或SIS系統實時采集的電廠數據，包括機組負荷、風量、風煤比、煙氣含氧量、給煤量、過燃風流量和位置反饋。
3.根據權利要求2所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，所述采集的數據具體為機組負荷、總一次風量、總二次風量、一次風煤比、二次風煤比、A空預器入口煙氣含氧量、A空預器出口煙氣含氧量、B空預器入口煙氣含氧量、B空預器出口煙氣含氧量、A送風機動葉位置反饋、B送風機動葉位置反饋、給煤機A給煤量、給煤機B給煤量、給煤機C給煤量、給煤機D給煤量、給煤機E給煤量、給煤機F給煤量、爐膛后墻上層左側過燃風流量、爐膛后墻上層右側過燃風流量、爐膛前墻上層左側過燃風流量、爐膛前墻上層右側過燃風流量、爐膛后墻左側過燃風流量、爐膛后墻右側過燃風流量、爐膛前墻左側過燃風流量、爐膛前墻右側過燃風流量、煤燃料量之和、
4.根據權利要求2所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，所述采集的數據均為秒級數據。
5.根據權利要求1所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，所述步驟S2中，數據預處理具體為：對每個特征變量超過相應設定范圍的異常數據進行刪除。
6.根據權利要求1所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，所述步驟S4中，多核支持向量機的核函數構造方法采用加權求和核，具體如下：
7.根據權利要求1所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，所述步驟S5中，首先將步驟S3中的特征變量進行對應的時間對齊后構造出自變量。
8.根據權利要求7所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，所述步驟S3中的特征變量包括：機組負荷、一次風煤比、A空預器出口煙氣含氧量、A空預器入口煙氣含氧量、B空預器出口煙氣含氧量、B空預器入口煙氣含氧量、給煤機A給煤量、給煤機B給煤量、給煤機C給煤量、給煤機D給煤量、給煤機E給煤量、給煤機F給煤量、煤燃料量之和、磨煤機A冷風入口調節門位置反饋、磨煤機A熱風入口調節門位置反饋、磨煤機C冷風入口調節門位置反饋、磨煤機C熱風入口調節門位置反饋、磨煤機E冷風入口調節門位置反饋和磨煤機E熱風入口調節門位置反饋。
9.根據權利要求1所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，所述步驟S5中，以最短滯后時間90秒后的SCR入口NOx濃度作為因變量，多核支持向量回歸機模型為：
10.根據權利要求9所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠SCR入口NOx濃度的預測方法，其特征在于，SCR入口NOx濃度預測函數為：
...【技術特征摘要】
1.基于多核支持向量機的燃煤電廠scr入口nox濃度的預測方法，其特征在于，包括以下具體步驟：
2.根據權利要求1所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠scr入口nox濃度的預測方法，其特征在于，所述步驟s1中，采集的數據為電廠dcs系統或sis系統實時采集的電廠數據，包括機組負荷、風量、風煤比、煙氣含氧量、給煤量、過燃風流量和位置反饋。
3.根據權利要求2所述的基于多核支持向量機的燃煤電廠scr入口nox濃度的預測方法，其特征在于，所述采集的數據具體為機組負荷、總一次風量、總二次風量、一次風煤比、二次風煤比、a空預器入口煙氣含氧量、a空預器出口煙氣含氧量、b空預器入口煙氣含氧量、b空預器出口煙氣含氧量、a送風機動葉位置反饋、b送風機動葉位置反饋、給煤機a給煤量、給煤機b給煤量、給煤機c給煤量、給煤機d給煤量、給煤機e給煤量、給煤機f給煤量、爐膛后墻上層左側過燃風流量、爐膛后墻上層右側過燃風流量、爐膛前墻上層左側過燃風流量、爐膛前墻上層右側過燃風流量、爐膛后墻左側過燃風流量、爐膛后墻右側過燃風流量、爐膛前墻左側過燃風流量、爐膛前墻右側過燃風流量、煤燃料量之和、磨煤機a熱風入口調節門位置反饋、磨煤機a冷風入口調節門位置反饋、磨煤機b熱風入口調節門位置反饋、磨煤機b冷風入口調節門位置反饋、磨煤機c熱風入口調節門位置反饋、磨煤機c冷風入口調節門位置反饋、磨煤機d熱風入口調節門位置反饋、磨煤機d冷風入口調節門位置反饋、磨煤機e熱風入口調節門位置反饋、磨煤機e冷風入口調節門位置反饋、磨煤機f熱風入口調節門位置反饋、磨煤機f冷風入口調節門位置反饋、燃燒器a層左側二次風流量、燃燒器a層右側二次風流量、燃燒器b層左側二次風流量、燃燒器b層右側二次風流量、燃燒器c層左側二次風流量、燃燒器c層右側二次風流量、燃燒器d層左側二次風流量、燃燒器d層右側二次風流量、燃燒器e層左側二次風流量、燃燒器e層右側二次風流量、燃燒器f層左側...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳思明，徐昶，莊慶佐，張科，夏鎮舟，鄭思遠，俞智勇，夏增雨，陳書建，苗豐，高小普，程恩路，任沛威，唐媛媛，王亞洲，
申請(專利權)人：國能浙江北侖第三發電有限公司，
類型：發明
國別省市：
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