本发明涉及一种能够控制发电厂内的锅炉装置以优化条件燃烧的系统，尤其涉及一种为了能够在利用内部算法提升锅炉燃烧效率的同时将废气排放量最小化，在计算出锅炉内控制对象的最佳值之后以相应的最佳值为基础对锅炉运行进行控制的系统以及利用上述系统对锅炉运行进行控制的方法(systemandmethodforcontrollingboileroperation)。
背景技术：
通常，火力发电厂在其内部配备锅炉，从而利用在如煤炭等燃料燃烧时发生的发热反应对水进行加热并借此生成用于驱动涡轮机的蒸汽。在锅炉燃烧时会生成如氮氧化物、二氧化碳等废气，而在运营发电厂的过程中为了对如上所述的废气进行管理而需要耗费不少的费用，因此最近正在持续性地努力开展在通过对燃烧环境进行控制来减少废气排放的同时提升锅炉的燃烧效率的相关研究。
此外，在现有火力发电厂的锅炉控制即燃烧控制中采用的是在由具有多年经验的熟练专业人士参考试运行期间内的性能测试数据对锅炉的燃烧环境变量进行调整之后正式开始锅炉运行的方式，或者采用在锅炉的运行开始之后对偏移值进行微细调整的方式。因此，在采用现有的锅炉运行方式时，在锅炉运行的过程中很难将其控制成最佳的燃烧状态，所以通常来讲相对于最佳控制区间，能够维持锅炉装置的稳定性的稳定燃烧控制受到更多重视。通过如上所述的运营方式，目前很难准确地实现最佳的锅炉燃烧环境。
为了解决如上所述的问题，最近正在积极开展通过实时地获取和分析锅炉的运行数据，并根据分析结果自动地对锅炉的各种控制变量进行调整来对锅炉的燃烧控制进行优化的相关研究。
本发明正是源自于如上所述的研究，涉及一种能够在将发电厂的锅炉燃烧效率最大化的同时减少废气排放的系统，尤其涉及一种能够以通过优化演算计算出的值即经过优化的设定点为基准对锅炉运行进行控制的系统及方法。
技术实现要素：
本发明涉及一种用于对发电厂内的锅炉进行控制的系统及其方法，其目的尤其在于在将锅炉的燃烧效率最大化的同时将包含如氮氧化物以及碳氧化物在内的废气排放最小化。
此外，本发明的目的在于能够实时地对锅炉运行进行控制，尤其在于在利用通过优化演算计算出的值实时地对锅炉运行进行控制时能够在不对当前的锅炉状态造成过度负载的限度内根据上述所计算出的值进行运行。
为了解决如上所述的现有问题，适用本发明的锅炉运行控制系统，能够包括：优化演算部，利用锅炉燃烧模型执行锅炉燃烧优化演算并计算出锅炉内的至少一个控制对象的最佳值；以及输出控制部，从上述优化演算部接收所计算出的上述最佳值并按照上述最佳值对上述控制对象进行控制。
此外，上述锅炉运行控制系统的特征在于：上述输出控制部能够按照预先设定的周期从上述优化演算部接收更新的最佳值，且上述输出控制部能够以比上述预先设定的周期短的多个短周期按照上述最佳值对上述控制对象进行控制。此外，上述输出控制部的特征在于：在各短周期按照上述控制对象在上述短周期内的允许的变动量对上述控制对象进行控制，或在将预先设定的上述周期分割成多个短周期之后在各短周期按照相同的变动量对上述控制对象进行控制。
上述锅炉运行控制系统还能够包括作业管理部，该作业管理部对当前正在运行的上述锅炉的运行数据或状态数据中的至少一个进行采集，并基于所采集到的运行数据或状态数据中的至少一个判断是否执行上述锅炉燃烧优化；此时，上述运行数据能够包括发电功率、指令值或瞬时值中的至少一个，上述状态数据能够包括上述锅炉功率的变动、燃料变动与否、上述锅炉内各部件的温度或上述锅炉内各部件的压力中的至少一个。
此外，上述锅炉运行控制系统还能够包括建模部，该建模部生成能够在上述优化演算部的演算过程中使用的锅炉燃烧模型；进而还能够包括预处理部，该预处理部预先对在上述建模部生成任意的锅炉燃烧模型时所需要的数据进行过滤。
此外，适用本发明的锅炉运行控制方法能够包括：利用锅炉燃烧模型执行锅炉燃烧优化演算并计算出锅炉内的至少一个控制对象的最佳值的步骤；以及按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤。
在上述锅炉运行控制方法中，上述计算出最佳值的步骤能够按照预先设定的周期执行，在按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤中，能够以比上述预先设定的周期短的多个短周期按照上述最佳值对上述控制对象进行控制。
此时，按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤的特征在于：按照上述控制对象在上述短周期内允许的变动量进行控制，或在将预先设定的上述周期分割成多个短周期之后在各短周期按照相同的变动量对上述控制对象进行控制。
上述锅炉运行控制方法，还能够包括：采集当前正在运行的上述锅炉的运行数据或状态数据中的至少一个的步骤；以及，基于所采集到的上述运行数据或状态数据中的至少一个判断是否执行上述锅炉燃烧优化的步骤；此时，上述运行数据能够包括发电功率、指令值或瞬时值中的至少一个，上述状态数据能够包括上述锅炉功率的变动、燃料变动与否、上述锅炉内各个部件的温度或上述锅炉内各个部件的压力中的至少一个。
此外，上述锅炉运行控制方法，还能够包括生成可以在上述优化演算部的演算过程中使用的锅炉燃烧模型的步骤，其中，上述锅炉燃烧模型是利用人工神经网络生成的；进而还能够包括预先对在生成上述锅炉燃烧模型时所需要的数据进行过滤的步骤。
此外，适用本发明之又一实施例的计算机可读取的记录介质能够存储用于执行锅炉运行控制方法的指令，此时，上述锅炉运行控制方法，能够包括：利用锅炉燃烧模型执行锅炉燃烧优化演算并计算出锅炉内的至少一个控制对象的最佳值的步骤；以及按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤。
通过本发明，能够在提升发电厂内锅炉的燃烧效率的同时将引起环境污染的废气排放最小化。此外，还能够在相当程度上节省为了对废气进行处理而消耗的成本，从而大幅降低发电厂的运营成本。
此外，通过本发明能够实时地对锅炉运行进行控制，进而在实时地对锅炉进行控制的过程中能够在不对锅炉的当前运行状态造成过度负载的限度内逐步地将控制对象控制到通过优化演算推导出的设定点，从而预防因为急剧的运行状态变化而导致的问题发生。
附图说明
图1是对火力发电厂的概括性的构成进行图示的示意图。
图2是对适用本发明的锅炉控制系统的构成进行图示的框图。
图3是对控制系统内的构成中的输出控制部的详细构成进行图示的示意图。
图4是用于对输出控制部参考经过优化的设定点对锅炉运行进行控制的方式进行说明的示意图。
图5以及图6是对输出控制部向锅炉内的任意风门(damper)传递控制命令的状态进行图示的示意图。
具体实施方式
与本发明的目的和技术构成及其效果相关的具体事项，将通过结合适用本发明之说明书的附图进行的详细说明得到进一步明确。接下来，将结合附图对适用本发明的实施例进行详细的说明。
不应将在本说明书中公开的实施例理解为或用于对本发明的范围进行限定。对于本领域的一般技术人员，包含本说明书中的实施例在内的说明能够具有多种不同的应用。因此，在本发明的详细说明中所记载的任意实施例只是用于更好地对本发明进行说明的示例性内容，并不是为了将本发明的范围限定于特定的实施例。
在附图中图示并在下述内容中进行说明的功能块只是可能的实现例。在其他实现例中，能够在不脱离详细说明的思想以及范围的前提下使用其他功能块。此外，本发明的一个以上的功能块以单独的块进行表示，但是本发明的功能块中的一个以上能够是用于执行相同功能的多种硬件以及软件构成的组合。
此外，包含某一个构成要素的表达属于“开放型”表达，只是单纯地表示相应的构成要素存在，并不应该理解为排除其他追加的构成要素。
进而，当记载为某一个构成要素与其他构成要素“连接”或“接触”时，虽然能够与其他构成要素直接连接或接触，但也能够理解为中间有其他构成要素存在。
接下来，将结合附图对本发明所提案的锅炉运行控制系统及其方法进行详细的说明。
首先，图1是对火力发电厂的概括性的构成进行图示的示意图，尤其是用于对本发明中的控制对象即锅炉的位置以及作用进行说明。火力发电厂通常是利用煤炭或石油的火力生成蒸汽驱动蒸汽涡轮机发生旋转并借此生成电能，尤其是其中的锅炉属于为了向蒸汽涡轮机供应高温高压的蒸汽而燃烧燃料并烧制热水的核心构成。作为锅炉的主要构成，包括用于收容水和蒸汽的锅炉主体、燃料燃烧装置、以及火炉，其中，能够通过利用控制系统调整燃烧装置以及火炉等来对温度以及压力等进行调节。
此外，对发电厂内的锅炉控制属于最核心的部分，因为在过去对锅炉进行操作时需要经历非常复杂的过程，因此为了正常运行必须配备熟练的专业人士，但是最近通过在锅炉的运行过程中采用自动控制方式，能够实现即使是在没有人员一一进行手动操作的情况下也可以高效运行的系统。此外，通过采用如上所述的自动控制方式，还能够实现在过去不可能实现的对锅炉的实时控制，而最近为了提升锅炉的燃烧效率，正在积极开展能够以较短的周期对锅炉的当前状态进行检查并根据当前状态对各个控制对象分别进行控制的逐渐接近于实时控制的相关研究。
本发明通过在目前为止的锅炉控制系统及方法中追加：(i)利用人工智能的锅炉燃烧模型的生成和更新；以及(ii)通过参考当前正在运行的锅炉的状态而查找出不同控制对象的最佳设定点(setpoint)的优化演算过程，提供一种能够在与现有方式相比进一步提升燃烧效率的同时还能够减少所排出的废气量的锅炉运行控制系统及方法，进而提供一种通过动态偏差跟踪(dynamicbiastracking)技术有效地实现对锅炉的实时运行控制的方案。
首先，图2是对适用本发明的锅炉控制系统进行图示的框图。如图2所示，锅炉控制系统大体上包括作业管理部10、预处理部20、优化演算部30、建模部40、以及输出控制部50，接下来将对各个构成进行详细的说明。作为参考，在图2的锅炉控制系统中为了便于理解发明的内容而按照所执行的功能或步骤划分指定了图示块，上述锅炉控制系统能够由配备有用于执行演算的中央处理单元(cpu)以及能够对用于执行演算的程序以及数据进行存储的存储器(memory)的装置实现，上述作业管理部乃至输出控制部50的构成能够在利用计算机可读取的语言设计的程序上实现并通过上述中央处理单元(cpu)执行。进而，锅炉控制系统能够通过硬件(hardware)、固件(firmware)、软件或上述之结合实现，在利用硬件实现时能够由专用集成电路(asic，applicationspecificintegratedcircuit)或数字信号处理器(dsp，digitalsignalprocessor)、数字信号处理设备(dspd，digitalsignalprocessingdevice)、可编程逻辑设备(pld，programmablelogicdevice)以及现场可编程门阵列(fpga，fieldprogrammablegatearray)等构成，在利用固件或软件实现时能够由包含用于执行如上所述的功能或动作的模块、步骤或函数等的固件或软件构成。
接下来，将重新参阅图2对各个构成进行说明。
首先，作业管理部10(taskmanager)确定锅炉的当前运行状态并判断是否执行锅炉燃烧优化。具体来讲，上述作业管理部10能够对当前正在运行的锅炉的运行数据以及状态数据(状态二进值)进行采集，并以此为基础判断是否能够对锅炉执行燃烧优化，即，是否需要对锅炉执行燃烧优化。锅炉的运行数据包括从安装在当前正在运行的锅炉内的各种传感器接收到的测定值或能够通过相应的锅炉控制系统进行监控的控制值，而作为如上所述的运行数据的实例，能够包括如发电功率(mw)、指令值以及瞬时值等。状态数据包括用于指示锅炉功率的变动、燃料的变动与否、各个部件的温度以及压力等的值。
上述作业管理部10将以在上述过程中采集到的运行数据以及状态数据为基础判断是否需要执行或是否能够执行燃烧优化，而在如上所述的判断过程中还将考虑如锅炉系统的健全性(例如硬件的正常工作与否、系统资源现状以及是否可以正常通信等)、锅炉内的不同模块的健全性(例如软件的正常工作与否以及锅炉燃烧模型的存在与否等)。例如，作业管理部10能够在发电功率急剧变化的区间内判定发电厂没有处于稳定状态，更具体来讲，能够在30分钟之内发生的几十兆瓦的发电功率变动大于基准值时，例如如果在发电功率为50mw时30分钟内的发电功率变动大于50mw以上，则作业管理部10能够将其判定为不稳定状态并不执行优化。
此外，在是否需要执行或是否能够执行上述燃烧优化的判断过程中大体上能够使用3种分析方法，其中能够包括基于锅炉运行数据的分析方法、基于状态二进值的分析方法以及基于早期记录和存储的专业人士的知识和经验的分析方法。在上述作业管理部10判定燃烧优化的执行与否的过程中，能够仅使用上述分析方法中的某一个或对两种以上进行组合使用。作为参考，基于早期记录和存储的专业人士的知识和经验的分析方法，是指以预先存储的在由熟练的专业人士对锅炉运行进行操作时的操作当时的状况以及在不同状况下的专业人士的操作内容为基础的方式，例如，以预先存储的在锅炉燃烧室内的温度为a值时将供应燃料量调整为b值的内容以及在锅炉燃烧室内的温度为c值时将风门角度调整为d值的内容等作为参考的分析方法。
接下来，预处理部20(datapre-processingunit)是用于事先对适合于执行后续说明的建模的数据，即，适合于由建模部40学习的数据进行过滤的构成。通常，能够从锅炉采集到的输入以及与上述输入相关的输出数据的量非常庞大，而上述数据中会有相互的关联性较低或不符合状况的错误值混入，因此可能会导致在建模时的准确度下降的问题。预处理部20可以说是通过事先对如上所述的不必要的数据进行过滤而用于在后续的过程中由建模部40生成模型时提升其准确度的构成。
预处理部20大体上执行信号重建、过滤以及极端值处理功能。信号重建是指在从锅炉部采集到的信号中有部分缺失的情况下对其进行重建或在锅炉发生异常或故障的情况下对相应的信号进行重建的功能，过滤是指利用基于基础知识的逻辑对上述经过重建的信号中超出正常数据范围的数据进行过滤或去除信号中的噪声，进而仅提取出需要在建模、优化演算以及输出控制中使用的数据的功能，而极端值处理是指利用基于数据的逻辑对超出趋势的数据进行处理的功能。
此外，预处理部20还能够根据设计师的意图或用户的需要进一步执行如标记聚类功能以及数据采样功能，此时，标记聚类是指通过从锅炉的各个控制对象所对应的标记中删除不需要的标记信息并仅提取出相关性较高的标记信息而构成一个数据集团的构成，数据采样是指通过对数据的模式进行演算并按照采样算法对数据进行采样而输出建模所需要的学习数据。
如上所述，预处理部20用于在对与锅炉的运行相关的数据进行采集之后将其加工成适合于在后续过程中进行建模的状态。
接下来，优化演算部30(optimizer)是用于在后续说明的建模部40生成了锅炉燃烧模型的前提下利用上述锅炉燃烧模型计算出可以实现最佳燃烧状态的输入的构成。优化演算部30大体上执行从用户接收所选择的优化目的的功能、从建模部40接收锅炉燃烧模型的功能以及利用上述锅炉燃烧模型执行锅炉燃烧优化演算的功能。
首先，关于从用户接收所选择的优化目的的功能，用户即对锅炉控制系统进行操作的人员能够在执行燃烧优化之前选择需要更偏重于哪一种目的执行燃烧优化，上述优化演算部30能够通过为用户提供用于从多个目的进行选择的用户界面而接收用户的选择。多个目的中，能够包括例如最优先考虑成本(cost)的成本优化、最优先考虑减少污染物质的污染物质优化以及最优先考虑设备保护的设备保护优化。但是，这仅属于一个实施例，优化对象中还能够包括考虑到其他目的的多种选项。优化演算部30能够根据从用户接收到的所选择的目的分别适用不同的逻辑执行优化演算。
接下来，关于从建模部40接收锅炉燃烧模型的功能，优化演算部30为了执行优化演算而必须使用锅炉燃烧模型，此时，锅炉燃烧模型是指锅炉的燃烧模型，能够由包含人工神经网络的数学模型的组合构成，这能够是建模部40经过反复学习生成的结果。
最后，关于执行锅炉燃烧优化演算的功能，优化演算部30能够通过适用上述用户所选择的目的以及上述所接收到的锅炉燃烧模型执行模拟而计算出最佳的输入值作为最终输出值，此时所使用的算法或控制器，能够利用如比例-积分-微分(pid，proportional-integral-derivative)算法、自由度(dof，degreeoffreedom)算法、模型预测控制(mpc，modelpredictivecontrol)算法、自适应(adaptive)算法、模糊算法、h-无穷(h-infinity)算法、基于线性变参数(lpv(linearparametervarying)model-based)模型的算法、粒子群优化算法(particleswarmoptimization)以及遗传算法(geneticalgorithm)等。
如上所述，优化演算部30能够通过根据用户所选择的目的以及从建模部40接收到的锅炉燃烧模型执行优化演算而最终计算出锅炉燃烧控制所需要的最佳的输入值。
接下来，建模部40用于最终生成能够在上述优化演算部30执行演算时使用的锅炉燃烧模型，本发明的建模部40的特征在于，利用人工神经网络生成锅炉燃烧模型。
人工神经网络是指通过以数学方式对由神经细胞构成的大脑的信息处理结构进行建模而模拟出归纳式学习能力的数据处理方法论中的一种，其基本目的在于对输入值与输出值之间的相关关系进行模式化并通过所推导出的模式预测出与新的输入值相关的输出值。人工神经网络由用于执行神经细胞作用的节点(node)的并列连接结构(层；layer)构成，通常以具有输入层-隐含层-输出层(inputlayer-hiddenlayer-outputlayer)的串联连接的结构构成，也能够通过配备多个隐含层而对复杂的输入输出的相关关系进行处理。在利用如上所述的人工神经网络时，即使是在无法明确了解物理特性或关系的情况下也能够仅通过输入以及输出实现相关关系的学习，还能够在不执行多个输出值预测以及对非线性行为的单独的线性假定的情况下推导出输入与输出之间的相关关系。
此外，本发明的建模部40能够从上述的预处理部20接收与锅炉燃烧相关的输入值以及输出值，作为输入数据的实例，能够包括如1级空气与2级空气的风门角度、燃烧用空气喷嘴(ofa)的风门角度、供碳器的供碳量、以及外部气体温度等，作为输出数据的实例，能够包括如锅炉功率、锅炉内燃烧气体的温度以及压力、氮氧化物、一氧化碳、燃烧气体内的氧气量、以及再加热器喷雾流量等。
如上所述，建模部40利用人工神经网络生成与实际的锅炉运行状态接近的锅炉燃烧模型，通过如上所述的方式生成的锅炉燃烧模型被供应到优化演算部30。
接下来，输出控制部50是用于最终执行锅炉的燃烧控制的构成，大体上执行在锅炉控制之前确定当前的锅炉运行状态的功能以及通过将在上述过程中利用优化演算部30计算出的最佳值关联到当前的锅炉控制逻辑而反映出上述最佳值的功能。
首先，关于确定锅炉运行状态的功能，输出控制部50在实际执行锅炉控制之前需要确定当前的锅炉状态如何，即使是在利用优化演算部计算出最佳值的情况下，如果立即将其反映到锅炉的运行状态上，则有可能导致锅炉进入不稳定的状态或发生错误，因此应该在事先确定当前的锅炉状态之后适当地分步反映上述最佳值。
此外，输出控制部50通过将在上述过程中利用优化演算部30计算出的最佳值输入到当前正在运行的锅炉而实际执行锅炉燃烧效率的最大化，此时，输出控制部50能够通过对在上述过程中计算出的最佳值执行动态偏差跟踪(dynamicbiastracking)而实时地反映到当前的锅炉燃烧逻辑。例如，在假定上述最佳值为锅炉燃烧室内温度值t100的情况下，如果当前锅炉的锅炉燃烧室内温度为t1，输出控制部50需要执行从t1升温至t100的控制过程，但是因为急剧的温度变更会诱发其他问题，因此需要阶段性地对其进行控制。在上述情况下，输出控制部50能够将升温至t100的温度变更过程分割成多个短周期执行，例如，输出控制部50能够阶段性地在第1短周期从t1升温至t20，在第2短周期从t20升温至t40，在第3短周期从t40升温至t60，在第4短周期从t60升温至t80，最后在第5短周期从t80升温至t100。上述周期短于利用上述优化演算部30计算出最佳值的周期，例如，在假定优化演算部30以5分钟为周期计算出最佳值的情况下，上述输出控制部50能够以10秒的短周期执行锅炉运行控制。如上所述的分成短周期执行锅炉运行控制的方式在本发明的详细说明中将被定义为动态偏移跟踪，这是为了能够在实时地确定锅炉的运行状态的同时在不会使锅炉的运行发生急剧变更的情况下稳定地反映出最佳值。关于对输出控制部50的详细构成的说明以及输出控制部50对锅炉运行进行控制的过程，将在后续的内容中结合图3至图5进行详细的说明。
在上述内容中，参阅图2对适用本发明的锅炉控制系统的各个独立构成以及各个独立构成的锅炉控制方法进行了说明。
图3用于对上述构成中的尤其是输出控制部50进行详细的说明，参阅图3，输出控制部50还能够包括控制与否判断部501、运行控制部503以及运行状态确认部505。
首先，控制与否判断部501是用于判断是否需要对锅炉运行进行最终控制的构成，上述判断能够是在参考如上所述的作业管理部(taskmanager)10的判断结果的情况下做出，或者是在参考后续说明的运行状态确认部505所采集到的当前的锅炉运行状态的情况下做出。即，控制与否判断部501能够在对当前的锅炉运行状态做出变动之前，通过参考其他构成的判断结果或所采集到的信息来决定是否继续执行对锅炉运行的控制。
接下来，运行控制部503是用于在上述控制与否判断部501判定对锅炉运行进行控制的情况下对当前正在运行的锅炉内的某个或多个控制对象进行控制的构成，上述运行控制部503能够通过将控制命令传递到配备于锅炉内的多个控制对象而对各个控制对象进行控制。此时，运行控制部503能够通过参考如上所述的利用优化演算部30计算出的最佳值即最佳的设定点，按照上述设定点对锅炉内的任意的控制对象进行控制。
此外，如上所述的优化演算部30能够按照预先设定的周期计算出最佳值即经过优化的设定点，例如，例如能够按照几分钟至几十分钟的周期反复执行演算以及计算，并按照周期将所计算出的设定点提供给运行控制部503。接收到如上所述的设定点的运行控制部503同样按照上述周期对锅炉运行进行控制，在本发明中采用了使运行控制部503通过动态偏差跟踪对各个控制对象进行控制的方式。
在图4中对运行控制部503对锅炉内的任意控制对象进行控制的状态进行了图示，例如，对在当前正在运行的锅炉的任意控制对象的设定点为s1时运行控制部503将上述值控制成利用优化演算部30计算出的新的设定点即s2的实例进行了图示。此时，运行控制部503将在预先设定的周期t之内对控制对象进行操作，从而使控制对象从设定点s1达到设定点s2，此时运行控制部503将上述周期t分割成多个短周期t并在各个短周期对控制命令进行传送，从而逐步地对相应的控制对象进行控制。上述短周期t能够是在几秒至几十秒的范围之内，从逻辑上上述短周期t应该是短于周期t的时间。此外，从上述s1到s2的控制并不需要在整个周期t内完成，也能够根据需要在短于上述t的时间内结束控制。相关的实施例，将在下述内容中结合图5以及图6进行介绍。
在图5以及图6中对适用本发明的运行控制部503对锅炉内的风门进行控制的过程进行了图示。例如，在假定当前正在运行的锅炉内的风门开放角度为2度而利用上述优化演算部30计算出的设定点位14度的情况下，运行控制部503需要将上述锅炉内风门的角度从当前的2度驱动到14度，而当风门发生急剧的变动时空气的流入量也将随之发生急剧变化，从而可能会导致锅炉运行方面的问题发生。因此，运行控制部503需要逐步地对上述风门进行控制。
此外，在假定运行控制部503以5分钟为周期从优化演算部30接收新的设定点的情况下，运行控制部503能够在5分钟之内逐步地对上述风门进行驱动，从而按照上述设定点实现锅炉运行环境。
图5是运行控制部503对风门进行控制的第1实施例，运行控制部503能够在分割为10秒的各短周期对上述风门进行控制，以使其打开到允许在每10秒内发生变动的最大值。在假定风门每分钟允许的变动角度为6度的情况下，根据计算，上述风门在每10秒内允许发生1度的角度变动，运行控制部503能够通过在每10秒内对上述风门的角度进行1度的调节而将角度控制到最终设定点即14度。通过本实施例可以简单地理解，将风门的角度从2度控制到14度需要耗费共计120秒的时间即12个短周期。作为参考，图5是对控制对象即风门进行控制时需要共计2分钟(120秒)的实施例，可以发现这个时间比利用优化演算部30计算出设定点的周期即5分钟短。
图6是运行控制部503对风门进行控制的第2实施例，运行控制部503能够将5分钟分割成每10秒的短周期并在共计30个短周期中为各短周期分配需要实现的设定点与当前设定点之间的差异值，从而逐步地进行控制。即，为了将风门角度从2度控制到14度，需要在5分钟之内实现12度的角度变动，此时，运行控制部503能够设定为每隔10秒打开将上述12度除以30的值即0.4度，从而按照设定点对上述风门进行控制。
在上述内容中，对运行控制部503以动态偏差跟踪方式对锅炉内的控制对象进行控制的方法进行了说明。
重新参阅图3，输出控制部50还包括运行状态确认部505，运行状态确认部505起到对于锅炉的当前运行状态相关的信息进行采集的功能。运行状态确认部505能够在上述运行控制部503对锅炉运行进行控制的过程中采集与运行状态相关的信息，而通过如上所述的方式采集到的信息能够在上述控制与否判断部501判定是否需要持续地对相应锅炉执行运行控制时作为参考使用。
在上述内容中，对锅炉控制系统及其方法进行了介绍。本发明并不限定于如上所述的特定的实施例以及应用例，具有本发明所属技术领域之一般知识的人员能够在不脱离权利要求书所请求的本发明之要旨的范围内对本发明进行各种变形实施，而如上所述的变形实施应理解为包含在本发明的技术思想或前景内。
1.一种锅炉运行控制系统，其特征在于，包括：
优化演算部，利用锅炉燃烧模型执行锅炉燃烧优化演算并计算出锅炉内的至少一个控制对象的最佳值；以及
输出控制部，从上述优化演算部接收所计算出的上述最佳值并按照上述最佳值对上述控制对象进行控制。
2.根据权利要求1所述的锅炉运行控制系统，其特征在于：
上述输出控制部按照预先设定的周期从上述优化演算部接收更新的最佳值。
3.根据权利要求2所述的锅炉运行控制系统，其特征在于：
上述输出控制部以比上述预先设定的周期短的多个短周期按照上述最佳值对上述控制对象进行控制。
4.根据权利要求3所述的锅炉运行控制系统，其特征在于：
上述输出控制部在各短周期按照上述控制对象在上述短周期内的允许的变动量对上述控制对象进行控制。
5.根据权利要求3所述的锅炉运行控制系统，其特征在于：
上述输出控制部在将预先设定的上述周期分割成多个短周期之后在各短周期按照相同的变动量对上述控制对象进行控制。
6.根据权利要求1所述的锅炉运行控制系统，其特征在于，
还包括作业管理部，该作业管理部对当前正在运行的上述锅炉的运行数据或状态数据中的至少一个进行采集，并基于所采集到的运行数据或状态数据中的至少一个判断是否执行锅炉燃烧优化。
7.根据权利要求6所述的锅炉运行控制系统，其特征在于：
上述运行数据包括发电功率、指令值或瞬时值中的至少一个，
上述状态数据包括上述锅炉功率的变动、燃料变动与否、上述锅炉内各部件的温度或上述锅炉内各部件的压力中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的锅炉运行控制系统，其特征在于，
还包括建模部，该建模部生成能够在上述优化演算部的演算过程中使用的锅炉燃烧模型。
9.根据权利要求8所述的锅炉运行控制系统，其特征在于，
还包括预处理部，该预处理部预先对在上述建模部生成任意的锅炉燃烧模型时所需要的数据进行过滤。
10.一种锅炉运行控制方法，其特征在于，包括：
利用锅炉燃烧模型执行锅炉燃烧优化演算并计算出锅炉内的至少一个控制对象的最佳值的步骤；以及
按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤。
11.根据权利要求10所述的锅炉运行控制方法，其特征在于：
计算最佳值的步骤按照预先设定的周期执行。
12.根据权利要求11所述的锅炉运行控制方法，其特征在于：
在按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤中，以比上述预先设定的周期短的多个短周期按照上述最佳值对上述控制对象进行控制。
13.根据权利要求12所述的锅炉运行控制方法，其特征在于：
在按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤中，按照上述控制对象在上述短周期内允许的变动量进行控制。
14.根据权利要求12所述的锅炉运行控制方法，其特征在于：
在按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤中，在将预先设定的上述周期分割成多个短周期之后在各短周期内按照相同的变动量对上述控制对象进行控制。
15.根据权利要求10所述的锅炉运行控制方法，其特征在于，还包括：
采集当前正在运行的上述锅炉的运行数据或状态数据中的至少一个的步骤；以及
基于所采集到的上述运行数据或状态数据中的至少一个判断是否执行上述锅炉燃烧优化的步骤。
16.根据权利要求15所述的锅炉运行控制方法，其特征在于：
上述运行数据包括发电功率、指令值或瞬时值中的至少一个，
上述状态数据包括上述锅炉功率的变动、燃料变动与否、上述锅炉内各部件的温度或上述锅炉内各部件的压力中的至少一个。
17.根据权利要求10所述的锅炉运行控制方法，其特征在于，
还包括生成能够在上述优化演算部的演算过程中使用的锅炉燃烧模型的步骤，其中，上述锅炉燃烧模型是利用人工神经网络生成的。
18.根据权利要求17所述的锅炉运行控制方法，其特征在于，
还包括预先对在生成上述锅炉燃烧模型时所需要的数据进行过滤的步骤。
19.一种存储有用于执行锅炉运行控制方法的指令的计算机可读取存储介质，其特征在于：
上述锅炉运行控制方法，包括：
利用锅炉燃烧模型执行锅炉燃烧优化演算并计算出锅炉内的至少一个控制对象的最佳值的步骤；以及
按照上述最佳值对上述控制对象进行控制的步骤。
技术总结