一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统

本发明涉及计算机，具体为一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统。

背景技术：

1、火力发电厂简称火电厂，是利用可燃物作为燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是：燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能；火力发电是现代社会电力发展的主力军，在提出发展循环经济的大背景下，我们在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响。虽然在中国已有部分核电机组，但火电仍占领电力的大部分市场，在火力发电站中需要时刻对燃料进行控制，大多在火力发电站中都会设置相对应的燃烧控制系统，通过计算机对该系统进行控制。

2、现有的火力发电站燃烧控制系统大多采用人工通过计算机进行控制，但人力对可燃物的添加量进行控制时无法根据蒸汽产生要求的不同添加不同数量的可燃物，添加过少，无法达到蒸汽的需求，添加过多，造成可燃物的浪费，因此，需要对可燃物的添加进行精准控制，为此，我们提出一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，包括燃烧测试单元，所述燃烧测试单元输出端信号连接有数据处理单元，所述数据处理单元输出端信号连接有模型创建模块，所述模型创建模块输出端信号连接有模型运用模块，所述模型运用模块输出端信号连接有燃烧控制单元和数据采集模块，所述燃烧控制单元输出端信号连接有燃料添加模块。

3、所述燃烧测试单元包括测试场地模块，所述测试场地模块输出端信号连接有测试准备模块，所述测试准备模块输出端信号连接有设备检测模块，所设备检测模块输出端信号连接有添加计量模块，所述添加计量模块输出端信号连接有水蒸气监测模块，所述水蒸气监测模块输出端信号连接有数据记录模块。

4、优选的，所述测试场地模块是指选择一个小型的火力发电站锅炉，用于测试的进行；

5、测试准备模块是指在小型的火力发电站锅炉内设置水蒸气监测装置，并且准备足够的可燃物；

6、设备检验模块是对所选择的小型的火力发电站锅炉进行检测。

7、优选的，所述添加计量模块是指对同一时间内可燃物的添加数量进行记录；

8、水蒸气监测模块是对该小型的火力发电站锅炉运作时添加不同数量的可燃物时水蒸气产生的量的变化；

9、数据记录模块是对不同时间水蒸气产生变化的量和不同时间可燃物的添加数量进行统计记录。

10、优选的，所述数据处理单元包括可燃物变化采集模块，所述可燃物变化采集模块输出端信号连接有蒸汽变化采集模块，所述蒸汽变化采集模块输出端信号连接有数据整理模块，所述数据整理模块输出端信号连接有数据分析模块，所述数据分析模块输出端信号连接有结果得出模块，所述结果得出模块输出端信号连接有数据存储模块。

11、优选的，所述数据整理模块对所采集到的数据进行整理，将同一时间段内的两个数据进行对应；

12、数据分析模块根据不同时间段内可燃物的添加数量的增加，观察水蒸气产生的数量变化，制作成曲线图；

13、结果得出模块是指根据所制作的曲线图对两者的关系进行分析，得出可燃物的增加与水蒸气产生数量的关系，并且得出水蒸气产生最大时的阀值；

14、数据存储模块对所采集到的数据以及分析所得到的数据信息进行分开存储。

15、优选的，所述模型运用模块包括参数设置模块，所述参数设置模块输出端信号连接有种群初始化模块，所述种群初始化模块输出端信号连接有适应度计算模块，所述适应度计算模块输出端信号连接有数值选择模块，所述数值选择模块输出端信号连接有数值交叉模块，所述数值交叉模块输出端信号连接有数值变异模块，所述数值变异模块输出端信号连接有数值产生模块，所述数值产生模块输出端信号连接有结果判断模块，所述结果判断模块输出端信号连接有结果发送模块。

16、优选的，所述参数设置模块对相关参数进行设置，其中包括种群大小、进化代数、选择范围、交叉次数和变异范围；

17、种群始化模块是指当设置进化代数计数器t＝0，设置最大进化代数t，随机生成m个个体作为初始群体p(0)；

18、适应度计算模块是指计算种群p(t)中各个个体的适应度，得出相应的适应度数据；

19、数值选择模块是指根据所获取的数据进行排列，从所排列的数据中挑选出优质个体；

20、所述数值交叉模块是指对群体内的数据进行两两随机配对，若群体大小为m，则共有m/2个相互配对的个体组，每一对相互配对的个体，随机设置某一基因座之后的位置为交叉点，若染色体的长度为1，则共有(1-1)个可能的交叉点位置；对每一对相互配对的个体，依设定的交叉概率pc，在其交叉点处相互交换，则此时交叉概率为：

21、pc＝mc/m

22、其中，m群体中个体的数目，mc群体中被交换个体的数目。

23、优选的，所述数值变异模块是指群体p(t)经过选择、交叉、变异运算之后得到下一代群体p(t+1)；

24、pc＝a/m*1

25、其中，b每代中变异的基因数目，m每代中群体拥有的个体数目，1个体中基因串长度；

26、所述结果判断模块可以通过遗传算法得出在需要特定蒸汽数量时最适合的可燃物添加数量；结果发生模块得到的结果发送至燃烧控制单元中。

27、优选的，所述燃烧控制单元包括结果接收模块，所述结果接收模块输出端信号连接有结果处理模块，所述结果处理模块输出端信号连接有指令生成模块，所述指令生成模块输出端信号连接有指令发送模块。

28、优选的，所述结果接收模块是指对通过遗传算法算出的数据进行接收；

29、结果处理模块对接收到的数据进行处理，根据所需的蒸汽量来确定可燃物的添加量；

30、指令生成模块是指根据结果处理模块处理所得的结果生成相对应的可燃物添加指令，通过指令发送模块发送至燃料添加模块，通过燃料添加模块添加准确数量的可燃物。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、该基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，通过设置燃烧测试单元通过对可燃物的添加数量与蒸汽产生的速度和数量进行测试，从而得到可燃物的添加数量与蒸汽产生的速度和数量之间的关系，通过数据处理单元对所获得的数据进行整理和分析，得出相应的结果，再根据所获得的相关数据结果和遗传算法的基础，创建一个用于精准控制可燃物添加量的遗传算法模型，通过遗传算法模型的对可燃物添加量的计算，从而对火力发电站燃烧控制系统进行控制，提高了对可燃物添加量的精准控制，避免出现可燃物添加过多或者过少的现象出现。

技术特征：

1.一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，包括燃烧测试单元(1)，其特征在于：所述燃烧测试单元(1)输出端信号连接有数据处理单元(2)，所述数据处理单元(2)输出端信号连接有模型创建模块(3)，所述模型创建模块(3)输出端信号连接有模型运用模块(4)，所述模型运用模块(4)输出端信号连接有燃烧控制单元(6)和数据采集模块(5)，所述燃烧控制单元(6)输出端信号连接有燃料添加模块(7)；

2.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述测试场地模块(101)是指选择一个小型的火力发电站锅炉，用于测试的进行；

3.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述添加计量模块(104)是指对同一时间内可燃物的添加数量进行记录；

4.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述数据处理单元(2)包括可燃物变化采集模块(201)，所述可燃物变化采集模块(201)输出端信号连接有蒸汽变化采集模块(202)，所述蒸汽变化采集模块(202)输出端信号连接有数据整理模块(203)，所述数据整理模块(203)输出端信号连接有数据分析模块(204)，所述数据分析模块(204)输出端信号连接有结果得出模块(205)，所述结果得出模块(205)输出端信号连接有数据存储模块(206)。

5.根据权利要求4所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述数据整理模块(203)对所采集到的数据进行整理，将同一时间段内的两个数据进行对应；

6.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述模型运用模块(4)包括参数设置模块(401)，所述参数设置模块(401)输出端信号连接有种群初始化模块，所述种群初始化模块输出端信号连接有适应度计算模块(403)，所述适应度计算模块(403)输出端信号连接有数值选择模块(404)，所述数值选择模块(404)输出端信号连接有数值交叉模块(405)，所述数值交叉模块(405)输出端信号连接有数值变异模块(406)，所述数值变异模块(406)输出端信号连接有数值产生模块(407)，所述数值产生模块(407)输出端信号连接有结果判断模块(408)，所述结果判断模块(408)输出端信号连接有结果发送模块(409)。

7.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述参数设置模块(401)对相关参数进行设置，其中包括种群大小、进化代数、选择范围、交叉次数和变异范围；

8.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述数值变异模块(406)是指群体p(t)经过选择、交叉、变异运算之后得到下一代群体p(t+1)；

9.根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述燃烧控制单元(6)包括结果接收模块(601)，所述结果接收模块(601)输出端信号连接有结果处理模块(602)，所述结果处理模块(602)输出端信号连接有指令生成模块(603)，所述指令生成模块(603)输出端信号连接有指令发送模块(604)。

10.根据权利要求9所述的一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，其特征在于：所述结果接收模块(601)是指对通过遗传算法算出的数据进行接收；

技术总结本发明涉及计算机技术领域，且公开了一种基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，包括燃烧测试单元，所述燃烧测试单元输出端信号连接有数据处理单元，所述数据处理单元输出端信号连接有模型创建模块。该基于遗传算法的火力发电站燃烧控制系统，通过设置燃烧测试单元通过对可燃物的添加数量与蒸汽产生的速度和数量进行测试，通过数据处理单元对所获得的数据进行整理和分析，再根据所获得的相关数据结果和遗传算法的基础，创建一个用于精准控制可燃物添加量的遗传算法模型，通过遗传算法模型的对可燃物添加量的计算，从而对火力发电站燃烧控制系统进行控制，提高了对可燃物添加量的精准控制。技术研发人员：祝翔,戴华受保护的技术使用者：南京邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/1/13