电除尘器反电晕智能识别与自适应抑制控制方法及系统与流程

本公开的实施例属于电除尘器运行控制，具体涉及一种电除尘器反电晕智能识别与自适应抑制控制方法及系统。

背景技术：

1、电除尘器是燃煤电厂烟气粉尘治理的关键设备，其除尘效率直接影响电厂的排放指标和环保性能。在电除尘器运行过程中，反电晕现象是一种常见的故障状态，表现为电场内部出现反向电场，削弱除尘电场强度，严重时会导致除尘效率急剧下降甚至设备损坏。

2、反电晕现象的产生机理较为复杂，主要与以下因素相关：燃用高灰分、高硫分煤种时，烟气中的粉尘比电阻升高；烟气温度升高导致粉尘表面导电性变化；电场运行参数设置不当导致电场强度超过临界值等。反电晕发生后，电场电压-电流特性曲线会出现特征性变化，主要表现为电压升高而电流不再相应增加，曲线斜率由正转负等。

3、目前，电除尘器反电晕检测主要依赖人工巡检和简单阈值报警，存在以下不足：检测滞后性强，往往在反电晕已经严重发展后才被发现；判定依据单一，仅依靠电压或电流的单参数阈值，难以准确识别反电晕的早期阶段；抑制措施粗放，通常采用一刀切的降压策略，无法根据反电晕严重程度进行自适应调节；缺乏预测能力，只能被动应对，无法提前预警和预防。

技术实现思路

1、本公开的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，包括反电晕检测滞后、判定依据单一、抑制措施粗放等，提供一种电除尘器反电晕智能识别与自适应抑制控制方法及系统。

2、本公开的一个方面提供一种电除尘器反电晕智能识别与自适应抑制控制方法，所述控制方法包括：

3、实时采集电除尘器各电场的二次电压和二次电流；

4、基于采集的数据实时绘制各电场的电压-电流特性曲线，计算曲线的斜率和二阶导数；当检测到所述斜率出现负值或所述二阶导数出现突变时，初步判定对应电场进入反电晕状态；

5、对二次电流波形进行快速傅里叶变换，提取基波分量、三次谐波、五次谐波和七次谐波的幅值和相位，并结合特性曲线的斜率、基准斜率和权重系数计算反电晕指数；

6、采用多级判定策略确认反电晕事件；其中，所述多级判定策略的第一级基于反电晕指数阈值判定，第二级基于状态持续时间判定，第三级基于相邻电场的一致性校验判定；

7、根据反电晕事件的严重程度自动选择抑制策略；其中，所述抑制策略包括轻度反电晕时降低供电电压、中度反电晕时进入脉冲供电模式并降低基础直流电压、重度反电晕时进入间歇脉冲供电模式；

8、监测电场运行参数，计算抑制有效率，当抑制有效率低于预设的有效率阈值时，调整权重系数并重新计算反电晕指数。

9、进一步地，所述基于采集的数据实时绘制各电场的电压-电流特性曲线，包括：

10、基于滑动窗口方法，采用最小二乘法进行二阶多项式对二次电压和二次电流进行曲线拟合，得到拟合方程。

11、进一步地，当所述拟合方程的二阶项系数小于预设的系数阈值时，初步判定对应电场进入反电晕状态。

12、进一步地，所述反电晕指数如下式计算：

13、

14、式中，为反电晕指数，为电压-电流特性曲线的斜率，为正常工况下的基准斜率，为基波分量，、、分别为三次谐波、五次谐波和七次谐波，、、为权重系数，表示…。

15、进一步地，所述权重系数根据工况参数通过预先训练的bp神经网络模型得到；其中，所述工况参数包括烟气温度、入口粉尘浓度、燃煤灰分含量和电场运行时间。

16、进一步地，所述第一级基于反电晕指数阈值判定，包括：当反电晕指数大于预设的指数阈值时，判定为疑似反电晕状态；

17、所述第二级基于状态持续时间判定，包括：当疑似反电晕状态持续超过预设的时间阈值时，判定为进入反电晕状态；

18、所述第三级基于相邻电场的一致性校验判定，包括：当同一除尘器内相邻电场的反电晕状态一致性超过预设的一致性阈值时，判定为工况变化引起的反电晕状态；

19、所述采用多级判定策略确认反电晕事件，包括：当三级判定均满足时，确认为反电晕事件。

20、进一步地，所述脉冲供电模式的脉冲峰值电压为额定电压的80%~90%，脉冲宽度为50μs~200μs，脉冲重复频率为50hz~500hz，脉冲占空比为5%~30%，基础直流电压为额定电压的40%~60%。

21、进一步地，所述控制方法还包括：

22、基于长期运行数据建立反电晕预测模型；其中，所述反电晕预测模型的输入参数包括烟气温度、入口粉尘浓度、燃煤灰分含量、锅炉负荷和当前运行功率比；所述反电晕预测模型的输出为反电晕发生概率。

23、本公开的另一方面提供一种电除尘器反电晕智能识别与自适应抑制控制系统，用于实现上文所述的控制方法，所述控制系统包括：

24、数据采集模块，用于实时采集电除尘器各电场的二次电压和二次电流；

25、曲线分析模块，用于基于采集的数据实时绘制各电场的电压-电流特性曲线，计算曲线的斜率和二阶导数；当检测到所述斜率出现负值或所述二阶导数出现突变时，初步判定对应电场进入反电晕状态；

26、指数计算模块，用于对二次电流波形进行快速傅里叶变换，提取基波分量、三次谐波、五次谐波和七次谐波的幅值和相位，并结合特性曲线的斜率、基准斜率和权重系数计算反电晕指数；

27、多级判定模块，用于采用多级判定策略确认反电晕事件；其中，所述多级判定策略的第一级基于反电晕指数阈值判定，第二级基于状态持续时间判定，第三级基于相邻电场的一致性校验判定；

28、供电控制模块，用于根据反电晕事件的严重程度自动选择抑制策略；其中，所述抑制策略包括轻度反电晕时降低供电电压、中度反电晕时进入脉冲供电模式并降低基础直流电压、重度反电晕时进入间歇脉冲供电模式；

29、闭环调整模块，用于监测电场运行参数，计算抑制有效率，当抑制有效率低于预设的有效率阈值时，调整权重系数并重新计算反电晕指数。

30、进一步地，所述控制系统还包括概率预测模块，所述概率预测模块用于：

31、基于长期运行数据建立反电晕预测模型；其中，所述反电晕预测模型的输入参数包括烟气温度、入口粉尘浓度、燃煤灰分含量、锅炉负荷和当前运行功率比；所述反电晕预测模型的输出为反电晕发生概率。

32、本公开实施例的一种电除尘器反电晕智能识别与自适应抑制控制方法及系统，通过多参数融合的反电晕指数计算，结合电压-电流曲线斜率和谐波分析结果，能够准确识别反电晕的早期阶段；采用多级判定策略，综合考虑反电晕指数阈值、持续时间和空间一致性，避免了误判和漏判；根据反电晕严重程度自动选择供电模式，实现了抑制措施的自适应调节；提高了反电晕检测的准确性和抑制的有效性，保障了电除尘器的稳定高效运行。

1.一种电除尘器反电晕智能识别与自适应抑制控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述基于采集的数据实时绘制各电场的电压-电流特性曲线，包括：

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，当所述拟合方程的二阶项系数小于预设的系数阈值时，初步判定对应电场进入反电晕状态。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述反电晕指数如下式计算：

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述权重系数根据工况参数通过预先训练的bp神经网络模型得到；其中，所述工况参数包括烟气温度、入口粉尘浓度、燃煤灰分含量和电场运行时间。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一级基于反电晕指数阈值判定，包括：当反电晕指数大于预设的指数阈值时，判定为疑似反电晕状态；

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述脉冲供电模式的脉冲峰值电压为额定电压的80%~90%，脉冲宽度为50μs~200μs，脉冲重复频率为50hz~500hz，脉冲占空比为5%~30%，基础直流电压为额定电压的40%~60%。

8.根据权利要求1至7任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

9.一种电除尘器反电晕智能识别与自适应抑制控制系统，用于实现权利要求1至8任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制系统包括：

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括概率预测模块，所述概率预测模块用于：