CN106249595A - 一种环保设施运行参数的寻优控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保设施运行参数的寻优控制方法及装置，环保设施运行参数的寻优控制方法包括：获取环保设施的工况参数值、运行参数值及对应的运行结果值；根据工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值；根据所述运行参数值及对应的运行结果值和所述最优运行参数值，确定所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项；根据所述误差项调节所述环保设施的运行参数值。本发明实施例的技术方案，根据工况参数值、运行参数值及相应的运行结果确定最优运行参数，并相应的调节环保设施的运行参数值，保持环保设施在最佳状态运行。

Description

一种环保设施运行参数的寻优控制方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及设备参数寻优技术，尤其涉及一种环保设施运行参数的寻优控制方法及装置。

背景技术

随着国家对环保行业的重视，环保行业的发展在不断加快，控制环保设施的在最优运行参数下运行十分重要。

目前环保设施，尤其是中小型污水处理厂，设施或厂区的运行参数的调节主要依靠经验进行调整，主观影响大，不能及时应对工况变化做出及时调整，不能为设施或厂区运行提供整体的优化策略。同时依靠人为经验调整，经验数据有限，且不够全面，各设施、厂区大量的运行数据资源处于搁置、浪费的状态，无法发挥辅助控制环保设施运行的作用。

发明内容

本发明提供一种环保设施运行参数的寻优控制方法及装置，以实现控制环保设施在最优运行参数下运行。

第一方面，本发明实施例提供了一种环保设施运行参数的寻优控制方法，包括：

获取环保设施的工况参数值、运行参数值及对应的运行结果值；

根据所述工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值；

根据所述运行参数值及对应的运行结果值和所述最优运行参数值，确定所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项；

根据所述误差项调节所述环保设施的运行参数值。

进一步的，根据所述工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值包括：

根据所述工况参数值与预设工况等级分组的区间端点值的比较结果，将所述工况参数值所属的预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组，或将与所述工况参数值最近两个预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组；

将所述匹配预设工况等级分组对应的预设运行参数值确定为最优运行参数值。

进一步的，根据所述运行参数值及对应的运行结果值和所述最优运行参数值，确定所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项包括：

根据预设公式计算所述运行参数值与所述最优运行参数值的计算误差项；

按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述计算误差项，并将修正误差项确定为所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项。

进一步的，根据预设公式计算所述运行参数值与所述最优运行参数值的计算误差项包括：

根据运行参数的可调性等级，依次计算各可调性等级的所述运行参数值与相应可调性等级的所述最优运行参数值的分级计算误差项；

相应的，按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述计算误差项，并将修正误差项确定为所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项包括：

按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述分级计算误差项，并将分级修正误差项确定为各可调性等级的所述运行参数值与相应可调性等级的所述最优运行参数值之间的分级误差项。

进一步的，根据所述误差项调节所述环保设施的运行参数值包括：

按照预设参数调节规则，根据所述分级误差项调节所述环保设施的运行参数值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种环保设施运行参数的寻优控制装置，该环保设施运行参数的寻优控制装置包括：

数据获取模块，用于获取环保设施的工况参数值、运行参数值及对应的运行结果值；

最优参数确定模块，用于根据所述工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值；

误差项确定模块，用于根据所述运行参数值及对应的运行结果值和所述最优运行参数值，确定所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项；

运行参数调节模块，用于根据所述误差项调节所述环保设施的运行参数值。

进一步的，最优参数确定模块包括：

工况等级确定单元，用于根据所述工况参数值与预设工况等级分组的区间端点值的比较结果，将所述工况参数值所属的预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组，或将与所述工况参数值最近两个预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组；

最优参数确定单元，用于将所述匹配预设工况等级分组对应的预设运行参数值确定为最优运行参数值。

进一步的，误差项确定模块包括：

误差计算单元，用于根据预设公式计算所述运行参数值与所述最优运行参数值的计算误差项；

误差修正单元，用于按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述计算误差项，并将修正误差项确定为所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项。

进一步的，误差计算单元具体用于：

根据运行参数的可调性等级，依次计算各可调性等级的所述运行参数值与相应可调性等级的所述最优运行参数值的分级计算误差项；

相应的，误差修正单元具体用于：

按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述分级计算误差项，并将分级修正误差项确定为各可调性等级的所述运行参数值与相应可调性等级的所述最优运行参数值之间的分级误差项。

进一步的，运行参数调节模块具体用于：

按照预设参数调节规则，根据所述分级误差项调节所述环保设施的运行参数值。

本发明通过工况参数值、运行参数值及相应的运行结果确定最优运行参数，并相应的调节环保设施的运行参数值，解决人为经验调整，因经验数据有限，且不够全面造成的设施、厂区大量的运行数据资源处于搁置和浪费状态的问题，实现保持环保设施在最佳状态运行，提升环保设施运行效率的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种环保设施运行参数的寻优控制方法的流程图；

图2是本发明实施例二中的一种环保设施运行参数的寻优控制方法的流程图；

图3是本发明实施例三中的一种环保设施运行参数的寻优控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种环保设施运行参数的寻优控制方法的流程图，本实施例可适用于环保设施调整运行参数的情况，该方法可以由环保设施运行参数的寻优控制装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件来实现，该方法具体包括如下步骤：

步骤110、获取环保设施的工况参数值、运行参数值及对应的运行结果值。

其中，通过网络通讯技术，将工况参数值、运行参数值及对应的运行结果值数据信息以及当前时间传输至数据库；其中数据库可以是本地数据库，也可以是线上或云端数据库。工况参数值包括但不限于进水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)、进水氨氮、进水水量、进水pH和进水溶解氧。运行参数值包括但不限于鼓风机运行频率、鼓风机电流、鼓风机电压、鼓风机功率、提升泵运行频率、提升泵电流、提升泵扬程和外回流比。运行结果值包括但不限于出水化学需氧量、出水氨氮、出水水量和出水pH。

步骤120、根据工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值。

其中，将工况参数值与预设工况等级分组的分组区间端点值进行比较，当工况参数值与预设工况等级分组相匹配，则根据匹配的预设工况等级分组所对应的预设运行参数值确定最优运行参数值。

可选的，步骤120包括：根据工况参数值与预设工况等级分组的区间端点值的比较结果，将工况参数值所属的预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组，或将与工况参数值最近两个预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组；将匹配预设工况等级分组对应的预设运行参数值确定为最优运行参数值。

具体的，将工况参数值与任意相邻预设工况等级分组的区间端点值进行比较，根据比较结果确定工况参数值匹配的预设工况等级分组对应的预设运行参数值为最优运行参数值。示例的，预设工况等级分组中任意相邻两组为[A_i，A_i+1)和[A_i+1，A_i+2)，假设预设工况等级分组共有m个，则最后一个预设工况等级分组为[A_m-1，A_m]，当前工况参数为A，其中，A为工况参数指标的集合，若A_i+5％(A_i+1-A_i)<A≤A_i+1-5％(A_i+1-A_i)，则判定当前工况在[A_i，A_i+1)工况等级分组中，即确定工况参数值与该预设工况等级分组匹配；若A_i+1-5％(A_i+1-A_i)<A≤A_i+1+5％(A_i+2-A_i+1)，则判定当前工况在[A_i，A_i+1)和[A_i+1，A_i+2)工况等级分组中间，即确定工况参数值与该两组预设工况等级分组匹配；若A_i+1+5％(A_i+2-A_i+1)<A≤A_i+2-5％(A_i+2-A_i+1)，则判定当前工况在[A_i+1，A_i+2)工况等级分组中，即确定工况参数值与该预设工况等级分组匹配；若A≤A_i+5％(A_i+1-A_i)，则将当前工况与工况等级分组中[A_i-1，A_i)和[A_i，A_i+1)两组进行分析选择；若A>A_i+2-5％(A_i+2-A_i+1)，则将当前工况与工况等级分组中[A_i+1，A_i+2)和[A_i+2，A_i+3)两组进行分析选择；重复上述操作，直至确定与当前工况参数匹配的预设工况等级分组，或匹配的最近两个预设工况等级分组。需要说明的，在判断A匹配的预设工况等级分组时，对比是否属于某个预设工况等级分组，或选择最邻近的两个预设工况等级分组的时候，是判定A包含的工况参数指标整体上与预设工况等级分组端点的距离。

步骤130、根据运行参数值及对应的运行结果值和最优运行参数值，确定运行参数值与最优运行参数值之间的误差项。

其中，按照预设公式计算运行参数值与最优运行参数值之间的误差，并根据与运行参数值对应的运行结果值对计算得到的误差进行修正，将修正后的误差确定为运行参数值与最优运行参数值之间的误差项。

步骤140、根据误差项调节环保设施的运行参数值。

其中，误差项表示运行参数值与最优运行参数值之间的偏差，根据误差项调节运行参数值，使运行参数值达到最优运行参数值，从而提高环保设施的运行效率。

本实施例的技术方案，通过工况参数值、运行参数值及相应的运行结果确定最优运行参数，并相应的调节环保设施的运行参数值，解决人为经验调整，因经验数据有限，且不够全面造成的设施、厂区大量的运行数据资源处于搁置和浪费状态的问题，实现保持环保设施在最佳状态运行，提升环保设施运行效率的效果。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种环保设施运行参数的寻优控制方法的流程图，本实施例在上述技术方案的基础上，步骤130包括：

步骤210、根据预设公式计算运行参数值与最优运行参数值的计算误差项。

可选的，步骤210包括根据运行参数的可调性等级，依次计算各可调性等级的运行参数值与相应可调性等级的最优运行参数值的分级计算误差项。示例的，根据运行参数可调性，将其分为四个等级，I级，可调性最高，调节周期(T1)最短，如变频提升泵的频率；II级，可调性居中，调节周期(T2)居中，如工频风机的启停；III级，可调性较差，调节周期(T3)较长，如污泥回流比；IV级，工艺设定参数，或不受直接控制参数，定义为不可调，如池高、池深。根据运行参数可调性等级，按照如下公式依次计算每个等级所含运行参数值的计算误差项，

${\mathrm{\&Delta;}}^{,}={\mathrm{\&gamma;}}_1\left|\frac{b_1-{b^{,}}_1}{{b^{,}}_1}\right|+\mathrm{\&gamma;}\left|\frac{b_2-{b^{,}}_2}{{b^{,}}_2}\right|+\mathrm{...}{\mathrm{\&gamma;}}_j\left|\frac{b_j-{b^{,}}_j}{{b^{,}}_j}\right|+\mathrm{...}{\mathrm{\&gamma;}}_n\left|\frac{b_n-{b^{,}}_n}{{b^{,}}_n}\right|$

其中：b_j为当前运行参数中的一个运行参数值；b’_j为最优运行参数中的一个运行参数值；γ_j为相应运行参数值的系数，γ_j∈(0～1)，∑γ_j＝1；n为运行参数中的参数指标总量。

步骤220、按照预设误差修正规则，根据运行结果值修正计算误差项，并将修正误差项确定为运行参数值与最优运行参数值之间的误差项。

可选的，步骤220包括按照预设误差修正规则，根据运行结果值修正分级计算误差项，并将分级修正误差项确定为各可调性等级的运行参数值与相应可调性等级的最优运行参数值之间的分级误差项。示例的，根据运行结果值对计算误差项进行修正，依据国家标准设定运行结果达标值(S)，如实时运行结果指标值S_i<90％*S，则Δ＝0.95Δ'；若90％*S≤S_i≤105％*S，则Δ＝Δ'；若S_i>105％*S，则Δ＝1.05Δ'。

进一步的，步骤140包括：

步骤230、按照预设参数调节规则，根据分级误差项调节环保设施的运行参数值。

其中，如果将工况参数值所属的预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组，在确定对应的运行参数值与最优运行参数值之间的误差项之后，按照运行参数可调性分级对运行参数值进行调节，对于I级运行参数，若误差项Δ>λ₁，则调节运行参数各指标项按照最优运行参数值运行设施设备，若误差项Δ≤λ₁，则保持运行参数各指标项以当前运行参数值运行设施设备建议值，调节周期T1，λ₁为I级运行参数的预设误差调节值；对于II级运行参数，若误差项Δ>λ₂，则调节运行参数各指标项按照最优运行参数值运行设施设备，若误差项Δ≤λ₂，则保持运行参数各指标项以当前运行参数值运行设施设备建议值，调节周期T2，λ₂为II级运行参数的预设误差调节值；对于III级运行参数，误差项Δ>λ₃，则调节运行参数各指标项按照最优运行参数值运行设施设备，若误差项Δ≤λ₃，则保持运行参数各指标项以当前运行参数值运行设施设备建议值，调节周期T3，λ₃为III级运行参数的预设误差调节值；对于IV级运行参数，不列入调节控制范围。

将与工况参数值最近两个预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组，这两个工况等级分组下的两组最优运行参数值(记为B_i、B_i+1)，则计算对应的运行参数值与两组最优运行参数值的误差项，依次记为Δ_i，Δ_i+1，对于I级运行参数，若误差项Δ_i+1≥Δ_i≥λ₁，则调节运行参数各指标项按照B_i组最优运行参数值运行设施设备；若误差项Δ_i+1≥Δ_i，且Δ_i≤λ₁，或者Δ_i>Δ_i+1，且Δ_i+1≤λ₁，则保持运行参数各指标项以当前运行参数值运行设施设备，而不做调整；若误差项Δ_i>Δ_i+1>λ₁，则调节运行参数各指标项按照B_i+1组最优运行参数值运行设施设备；调节周期T1，λ₁为I级运行参数的预设误差调节值；对于II级运行参数，若误差项Δ_i+1≥Δ_i≥λ₂，则调节运行参数各指标项按照B_i组最优运行参数值运行设施设备；若误差项Δ_i+1≥Δ_i，且Δ_i≤λ₂，或Δ_i>Δ_i+1，且Δ_i+1≤λ₂，则保持运行参数各指标项以当前运行参数值运行设施设备，不做调整；若误差项Δ_i>Δ_i+1>λ₂，则调节运行参数各指标项按照B_i+1组最优运行参数值运行设施设备；调节周期T2，λ₂为II级运行参数的预设误差调节值；对于III级运行参数，若误差项Δ_i+1≥Δ_i≥λ₃，则调节运行参数各指标项按照B_i组最优运行参数值运行设施设备；若误差项Δ_i+1≥Δ_i，且Δ_i≤λ₃，或Δ_i>Δ_i+1，且Δ_i+1≤λ₃，则保持运行参数各指标项以当前运行参数值运行设施设备，不做调整；若误差项Δ_i>Δ_i+1>λ₃，则调节运行参数各指标项按照B_i+1组最优运行参数值运行设施设备；调节周期T3，λ₃为III级运行参数的预设误差调节值；4)IV级运行参数，不列入调节控制范围。示例的，各级运行参数的预设误差调节值为λ₁＝3～6％，λ₂＝5～15％，λ₃＝10～25％，各级调整周期为T1＝1～2h，T2＝3～5h，T3＝6～12h。

本实施例的技术方案，根据运行参数的可调性等级，对运行参数值进行相应的周期性调节，保证环保设施的最佳运行状态，提高运行效率。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种环保设施运行参数的寻优控制装置的结构示意图，环保设施运行参数的寻优控制装置30包括：

数据获取模块310，用于获取环保设施的工况参数值、运行参数值及对应的运行结果值；

最优参数确定模块320，用于根据工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值；

误差项确定模块330，用于根据运行参数值及对应的运行结果值和最优运行参数值，确定运行参数值与最优运行参数值之间的误差项；

运行参数调节模块340，用于根据误差项调节环保设施的运行参数值。

进一步的，最优参数确定模块包括：

工况等级确定单元，用于根据工况参数值与预设工况等级分组的区间端点值的比较结果，将工况参数值所属的预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组，或将与工况参数值最近两个预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组；

最优参数确定单元，用于将匹配预设工况等级分组对应的预设运行参数值确定为最优运行参数值。

进一步的，误差项确定模块包括：

误差计算单元，用于根据预设公式计算运行参数值与最优运行参数值的计算误差项；

误差修正单元，用于按照预设误差修正规则，根据运行结果值修正计算误差项，并将修正误差项确定为运行参数值与最优运行参数值之间的误差项。

进一步的，误差计算单元具体用于：

根据运行参数的可调性等级，依次计算各可调性等级的运行参数值与相应可调性等级的最优运行参数值的分级计算误差项；

相应的，误差修正单元具体用于：

按照预设误差修正规则，根据运行结果值修正分级计算误差项，并将分级修正误差项确定为各可调性等级的运行参数值与相应可调性等级的最优运行参数值之间的分级误差项。

进一步的，运行参数调节模块具体用于：

按照预设参数调节规则，根据分级误差项调节环保设施的运行参数值。

本实施例的技术方案，通过工况参数值、运行参数值及相应的运行结果确定最优运行参数，并相应的调节环保设施的运行参数值，解决人为经验调整，因经验数据有限，且不够全面造成的设施、厂区大量的运行数据资源处于搁置和浪费状态的问题，实现保持环保设施在最佳状态运行，提升环保设施运行效率的效果。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种环保设施运行参数的寻优控制方法，其特征在于，包括：

获取环保设施的工况参数值、运行参数值及对应的运行结果值；

根据所述工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值；

根据所述运行参数值及对应的运行结果值和所述最优运行参数值，确定所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项；

根据所述误差项调节所述环保设施的运行参数值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值包括：

根据所述工况参数值与预设工况等级分组的区间端点值的比较结果，将所述工况参数值所属的预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组，或将与所述工况参数值最近两个预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组；

将所述匹配预设工况等级分组对应的预设运行参数值确定为最优运行参数值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述运行参数值及对应的运行结果值和所述最优运行参数值，确定所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项包括：

根据预设公式计算所述运行参数值与所述最优运行参数值的计算误差项；

按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述计算误差项，并将修正误差项确定为所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据预设公式计算所述运行参数值与所述最优运行参数值的计算误差项包括：

根据运行参数的可调性等级，依次计算各可调性等级的所述运行参数值与相应可调性等级的所述最优运行参数值的分级计算误差项；

相应的，按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述计算误差项，并将修正误差项确定为所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项包括：

按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述分级计算误差项，并将分级修正误差项确定为各可调性等级的所述运行参数值与相应可调性等级的所述最优运行参数值之间的分级误差项。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述误差项调节所述环保设施的运行参数值包括：

按照预设参数调节规则，根据所述分级误差项调节所述环保设施的运行参数值。

6.一种环保设施运行参数的寻优控制装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取环保设施的工况参数值、运行参数值及对应的运行结果值；

最优参数确定模块，用于根据所述工况参数值与预设工况等级分组的匹配结果，确定最优运行参数值；

误差项确定模块，用于根据所述运行参数值及对应的运行结果值和所述最优运行参数值，确定所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项；

运行参数调节模块，用于根据所述误差项调节所述环保设施的运行参数值。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，最优参数确定模块包括：

工况等级确定单元，用于根据所述工况参数值与预设工况等级分组的区间端点值的比较结果，将所述工况参数值所属的预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组，或将与所述工况参数值最近两个预设工况等级分组确定为匹配预设工况等级分组；

最优参数确定单元，用于将所述匹配预设工况等级分组对应的预设运行参数值确定为最优运行参数值。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，误差项确定模块包括：

误差计算单元，用于根据预设公式计算所述运行参数值与所述最优运行参数值的计算误差项；

误差修正单元，用于按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述计算误差项，并将修正误差项确定为所述运行参数值与所述最优运行参数值之间的误差项。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，误差计算单元具体用于：

根据运行参数的可调性等级，依次计算各可调性等级的所述运行参数值与相应可调性等级的所述最优运行参数值的分级计算误差项；

相应的，误差修正单元具体用于：

按照预设误差修正规则，根据所述运行结果值修正所述分级计算误差项，并将分级修正误差项确定为各可调性等级的所述运行参数值与相应可调性等级的所述最优运行参数值之间的分级误差项。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，运行参数调节模块具体用于：

按照预设参数调节规则，根据所述分级误差项调节所述环保设施的运行参数值。