本申請屬于垃圾焚燒，更具體地說，涉及基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法。
背景技術(shù)：
1、隨著城市化進程加快，生活垃圾焚燒發(fā)電已成為城市固廢處理與能源回收的核心手段；焚燒過程中，垃圾熱能通過余熱鍋爐轉(zhuǎn)化為蒸汽驅(qū)動汽輪機組發(fā)電，同時抽取部分蒸汽用于廠區(qū)供熱或市政供暖，形成典型的能量梯級利用系統(tǒng)。
2、傳統(tǒng)系統(tǒng)普遍采用固定壓力分配模式?，將蒸汽網(wǎng)絡(luò)劃分為高壓、中壓、低壓三級固定壓力等級（如5mpa、2.5mpa、0.8mpa），通過機械式減壓閥調(diào)節(jié)蒸汽參數(shù)。然而，由于垃圾熱值波動大（4,200-9,600kj/kg），蒸汽產(chǎn)量隨工況動態(tài)變化，導致高品位蒸汽被迫降級使用?。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供了基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，擬解決采用傳統(tǒng)方法導致的高品位蒸汽被迫降級使用的技術(shù)問題。
2、基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，包括以下步驟：
3、數(shù)據(jù)采集及預處理：采集焚燒鍋爐蒸汽參數(shù)以及用戶需求數(shù)據(jù)，對采集的數(shù)據(jù)進行預處理，得到預處理后的焚燒鍋爐蒸汽參數(shù)以及用戶需求數(shù)據(jù)；
4、焓和畑計算與動態(tài)分級決策：基于預處理后的焚燒鍋爐蒸汽參數(shù)根據(jù)熱力學模型計算蒸汽的焓值，再根據(jù)蒸汽的焓值計算蒸汽的畑值；通過焓值和畑值將蒸汽分為三個等級，得到蒸汽等級，基于計算的焓值和畑值來確定蒸汽等級；
5、負荷預測與需求匹配：基于蒸汽等級、歷史負荷數(shù)據(jù)以及外部數(shù)據(jù)，采用lstm負荷預測模塊輸出未來的發(fā)電需求以及熱負荷需求；再根據(jù)預測結(jié)果計算各蒸汽等級的供需缺口，生成優(yōu)先級分配建議，得到未來及供熱需求預測曲線以及蒸汽分配優(yōu)先級矩陣；
6、多目標優(yōu)化與控制指令生成：基于蒸汽等級、負荷預測與需求匹配得到的結(jié)果以及實時設(shè)備狀態(tài)，基于模糊pid控制引擎與三級路徑智能切換機制，采用動態(tài)調(diào)整的三維模糊規(guī)則庫實時優(yōu)化pid參數(shù)，以最大化經(jīng)濟收益和品質(zhì)損失平衡為目標函數(shù)，通過分級控制策略實現(xiàn)蒸汽分配。
7、本發(fā)明基于實時蒸汽參數(shù)的熱力學計算實時動態(tài)分級決策，突破固定壓力等級限制，建立蒸汽品質(zhì)與用能場景的精準映射；其次通過lstm負荷預測模塊構(gòu)建蒸汽需求動態(tài)響應(yīng)模型，提前識別不同品質(zhì)蒸汽的供需缺口，形成優(yōu)先級分配矩陣；最終結(jié)合模糊pid控制引擎與三級路徑切換機制，構(gòu)建以經(jīng)濟收益最大化和畑損失最小化為目標的多級優(yōu)化體系，實現(xiàn)蒸汽參數(shù)與用能設(shè)備的最優(yōu)動態(tài)匹配。
8、優(yōu)選的，在計算所述焓值之前，采用移動平均濾波對蒸汽參數(shù)中的壓力和溫度進行移動平均濾波；再基于移動平均濾波后的數(shù)據(jù)識別出是否處于過渡態(tài)；其中過渡態(tài)值從一個等級過渡到另一個等級的過程中，壓力和溫度不穩(wěn)定的階段，其中過渡態(tài)的判定基于設(shè)定的閾值進行判定，若屬于過渡態(tài)則標記為過渡態(tài)；
9、在所述蒸汽等級的確定過程中，引入所述過渡態(tài)，采用模糊邏輯方法對蒸汽的等級進行補償，在過渡態(tài)情況下，壓力和溫度的偏差小于閾值的，則維持當前等級；若偏差大于閾值的，則允許切換等級。
10、優(yōu)選的，所述lstm負荷預測模塊進行預測的步驟如下：
11、預測前，對數(shù)據(jù)進行時間序列對齊和聚合，對所有數(shù)據(jù)進行時間序列對齊，對于蒸汽數(shù)據(jù)采用滑動平均法進行聚合，使得與其他數(shù)據(jù)的時間序列對齊；
12、在基于時間對齊和聚合后的數(shù)據(jù)進行特征構(gòu)造，包括蒸汽等級占比、氣象補償因子和生成計劃權(quán)重，其中蒸汽等級占比為不同等級的蒸汽在總蒸汽流量中的占比；氣象補償因子為根據(jù)室外溫度對蒸汽需求的影響構(gòu)建的補償系數(shù)；生產(chǎn)計劃權(quán)重為歸一化垃圾處理量，反應(yīng)生產(chǎn)強度對蒸汽生成的影響；
13、基于時間對齊和聚合后的數(shù)據(jù)以及特征構(gòu)造得到的數(shù)據(jù)構(gòu)建標準化特征矩陣，將所述標準化特征矩陣作為所述lstm負荷預測模塊的輸入，基于lstm負荷預測模塊進行預測，得到未來的發(fā)電需求和供熱需求；
14、其中所述lstm負荷預測模塊包括lstm層、attention層和全連接層；attention層對lstm層的輸出動態(tài)計算序列中時間步對當前預測的貢獻權(quán)重，得到加權(quán)后的時間序列，再通過全連接層將輸出映射發(fā)電和供熱需求的預測值。
15、優(yōu)選的，生成所述優(yōu)先級分配建議的步驟如下：
16、需求-蒸汽轉(zhuǎn)換：根據(jù)汽輪機效率和高壓蒸汽的熱焓值，計算所需的高壓蒸汽流量；根據(jù)供回水溫差和比熱容，計算所需的中壓蒸汽流量；
17、缺口率計算：計算發(fā)電蒸汽需求與實際高壓蒸汽流量的差異，反映高壓蒸汽的供需缺口；計算供熱蒸汽需求與實際中壓蒸汽流量的差異，反映中壓蒸汽的供需缺口；計算實際低壓蒸汽流量與滲濾液處理需求的差異，反應(yīng)低壓蒸汽的過剩情況；
18、優(yōu)先級動態(tài)權(quán)重分配：根據(jù)電網(wǎng)頻率偏差動態(tài)調(diào)整發(fā)電權(quán)重；根據(jù)設(shè)備結(jié)垢情況動態(tài)調(diào)整供熱權(quán)重；根據(jù)低壓蒸汽流量動態(tài)調(diào)整滲濾液權(quán)重；
19、將得到的權(quán)重與缺口率結(jié)合，生成權(quán)重系數(shù)，進而得到蒸汽分配優(yōu)先級矩陣，包含發(fā)電、供熱和滲濾液處理的權(quán)重系數(shù)。
20、優(yōu)選的，所述模糊pid控制引擎包括以下處理步驟：
21、模糊規(guī)則匹配：通過預設(shè)的模糊規(guī)則庫，將輸入的負荷偏差、偏差變化率和設(shè)備健康指數(shù)進行模糊化處理；
22、pid參數(shù)調(diào)整：根據(jù)模糊規(guī)則輸出的pid參數(shù)調(diào)整量對pid參數(shù)進行調(diào)整，得到初步的pid參數(shù)；
23、目標函數(shù)優(yōu)化：以最大化綜合收益和品質(zhì)損失平衡為目標函數(shù)，?采用初步的pid參數(shù)，通過梯度下降法迭代，找到滿足目標函數(shù)的最優(yōu)pid參數(shù)。
24、優(yōu)選的，所述三級路徑智能切換機制包括高壓蒸汽路徑、中壓蒸汽路徑和低壓蒸汽路徑；
25、高壓蒸汽路徑通過實時監(jiān)測電網(wǎng)頻率偏差，通過背壓機組進汽量的線性調(diào)整平抑電網(wǎng)波動；若頻率偏差超過±0.2hz的閾值，則立即啟動蓄熱器進行儲熱；
26、中壓蒸汽路徑：采用前饋-反饋復合控制，其中前饋控制基于預測的供熱需求，提前調(diào)整供熱閥門開度；反饋控制基于優(yōu)化的pid參數(shù)，以≤5秒的周期微調(diào)供熱閥門開度，消除實時供熱溫度/流量偏差；
27、低壓蒸汽路徑：實時計算蒸發(fā)器傳熱系數(shù)，若效率低于85%，自動切換備用蒸發(fā)單元，并增加蒸汽分配量補償效率損失；并根據(jù)優(yōu)先級矩陣動態(tài)截留低蒸汽資源。
28、優(yōu)選的，還包括反饋修正，對比指令與執(zhí)行結(jié)果，計算累計偏差量，若累計偏差小于或等于預設(shè)的偏差閾值，則觸發(fā)基于梯度下降法的pid參數(shù)調(diào)整；
29、若累計偏差量大于預設(shè)的偏差閾值，則進行專家診斷。
30、本發(fā)明的有益效果包括：
31、本發(fā)明基于實時蒸汽參數(shù)的熱力學計算實時動態(tài)分級決策，突破固定壓力等級限制，建立蒸汽品質(zhì)與用能場景的精準映射；其次通過lstm負荷預測模塊構(gòu)建蒸汽需求動態(tài)響應(yīng)模型，提前識別不同品質(zhì)蒸汽的供需缺口，形成優(yōu)先級分配矩陣；最終結(jié)合模糊pid控制引擎與三級路徑切換機制，構(gòu)建以經(jīng)濟收益最大化和畑損失最小化為目標的多級優(yōu)化體系，實現(xiàn)蒸汽參數(shù)與用能設(shè)備的最優(yōu)動態(tài)匹配。
1.基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，其特征在于，在計算所述焓值之前，采用移動平均濾波對蒸汽參數(shù)中的壓力和溫度進行移動平均濾波；再基于移動平均濾波后的數(shù)據(jù)識別出是否處于過渡態(tài)；其中過渡態(tài)值從一個等級過渡到另一個等級的過程中，壓力和溫度不穩(wěn)定的階段，其中過渡態(tài)的判定基于設(shè)定的閾值進行判定，若屬于過渡態(tài)則標記為過渡態(tài)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，其特征在于，所述lstm負荷預測模塊進行預測的步驟如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，其特征在于，生成所述優(yōu)先級分配建議的步驟如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，其特征在于，所述模糊pid控制引擎包括以下處理步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，其特征在于，所述三級路徑智能切換機制包括高壓蒸汽路徑、中壓蒸汽路徑和低壓蒸汽路徑；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能質(zhì)匹配的焚燒熱量分級利用方法，其特征在于，還包括反饋修正，對比指令與執(zhí)行結(jié)果，計算累計偏差量，若累計偏差小于或等于預設(shè)的偏差閾值，則觸發(fā)基于梯度下降法的pid參數(shù)調(diào)整；