[发明专利]一种基于人工智能技术的空冷控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种基于人工智能技术的空冷控制系统及其控制方法，空冷控制系统包括空冷系统、数据检测系统、执行机构、工业控制器、边缘计算服务器、系统监控平台和云计算平台；数据检测系统将测取的空冷系统状态参数传递给边缘计算服务器，边缘计算服务器进行控制运算并输出控制指令给工业控制器，工业控制器发执行指令给执行机构，通过执行机构控制空冷系统；系统的控制方法采用模型预测控制法，云计算平台以机器学习方式训练计算模型，使控制越来越精确和优化。本发明应用现代控制方法和人工智能技术，使空冷系统能够保持在最优状态下运行，可节能大量能源，并能提高空冷系统的运行安全性。

技术领域

本发明涉及火电厂空冷系统控制领域和人工智能领域，具体涉及基于人工智能技术的空冷控制系统及其控制方法。

背景技术

在火力发电或化工企业，在汽轮机内做过功排出的蒸汽，需要冷却系统将其凝结成水，然后再返回到锅炉循环使用。用空气作为媒介把乏汽的凝结潜热带走，再释放到大气中的方式称为空气冷却方式，这种冷却系统也称为空冷系统。空冷系统的优点是几乎不消耗水，在我国北方地区应用得非常普遍。在火电厂，空冷系统被分为直接空冷系统和间接空冷系统两种。直接空冷系统：汽轮机乏汽直接排入含风机的空冷凝汽器，在空冷凝汽器内与冷空气产生热交换被凝结成水；直接空冷系统包括汽轮机、含风机的空冷凝汽器、阀门和管道。间接空冷系统：汽轮机乏汽排入水冷凝汽器，在水冷凝汽器中凝结成水，乏汽的凝结潜热被循环水带到空冷散热器内与冷空气热交换后释放，间接空冷系统包括汽轮机、水冷凝汽器、含百叶窗的空冷散热器、冷却塔体、循环水泵、阀门和管道。

现有技术的空冷系统的控制系统，采用传统的控制方式，如PID控制等，存在以下不足：

1.当冬季环境温度低于0℃时，为了防止水在换热器内被冻结，必须提高换热器运行温度，使汽轮机实际运行背压高于最经济的运行背压即阻塞背压，导致汽轮机热耗高、燃煤消耗量大；

2.当夏季环境温度较高时，大风对空冷系统影响很大，空冷控制系统不能有效抑制这种影响，可能造成汽轮机背压突然上升，甚至威胁发电机组的安全运行；

3.当汽轮机运行偏离设计工况时，空冷系统耗电设备不在最优工况运行，厂用电消耗大。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于人工智能技术的空冷控制系统及其控制方法，使空冷系统能够实现热耗更低、厂用电更小、运行更安全的目的。

本发明解决上述现有技术存在不足所采用的技术方案为：一种基于人工智能技术的空冷控制系统，包括空冷系统、数据检测系统、执行机构、工业控制器、边缘计算服务器、系统监控平台和云计算平台，所述数据检测系统与空冷系统和工业控制器连接，所述执行机构与空冷系统和工业控制器连接，所述边缘计算服务器分别与工业控制器、数据检测系统、系统监控平台和云计算平台连接；

数据检测系统将测取的空冷系统的状态参数传递给边缘计算服务器；

边缘计算服务器将控制指令传递给工业控制器；

工业控制器获取边缘计算服务器的控制指令后发出执行指令给执行机构；

执行机构将状态反馈参数传递给工业控制器；

工业控制器获取执行机构的状态反馈参数后再传递给边缘计算服务器；

边缘计算服务器将其累积的输入信息、输出信息和控制过程信息的历史数据传递给云计算平台；

云计算平台将其输出结果传递给边缘计算服务器。

所述边缘计算服务器是一种计算机系统，根据输入信息和计算模型进行运算，输出用于改变空冷系统状态参数的控制指令。

所述云计算平台为一种基于人工智能技术的计算平台，利用空冷系统状态参数的历史数据通过机器学习方法训练边缘计算服务器所使用的计算模型。