锅炉系统调控方法、模型建立方法、相关设备及介质与流程

1.本技术涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种锅炉系统调控方法、模型建立方法、相关设备及介质。


背景技术：

2.锅炉作为一种能量转换设备，广泛应用于工业生产和日常生活。锅炉通过供应热水的方式对空气进行升温或加湿，若锅炉供应的水温过高，虽然能够满足升温或加湿需求，但容易导致空气温度偏高，需要消耗冰水进行降温，同时也会增加热损失。若锅炉供应的水温过低，则会影响升温或加湿。因此，目前缺少可以控制锅炉水温的手段，容易由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量，从而造成能源浪费，或由于水温过低而无法满足供热需求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，有必要提供一种锅炉系统调控方法、模型建立方法、相关设备及介质，以解决因缺少控制锅炉水温的手段，容易由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量，或由于水温过低而无法满足供热需求的技术问题。
4.本技术提供一种锅炉系统的调控方法，包括：
5.获取锅炉的目标供热参数和实时运行参数；
6.基于所述锅炉的实时运行参数和调控模型，得到所述锅炉的预测供热参数；
7.依据所述预测供热参数和所述目标供热参数调控所述锅炉系统。
8.本技术还提供一种锅炉系统的调控装置，包括：
9.第一通信器，用于获取锅炉的目标供热参数和实时运行参数；
10.第一处理器，耦接于所述第一通信器；以及
11.第一存储器，所述第一存储器中存储有指令，所述指令由所述第一处理器加载并执行上述的锅炉系统的调控方法。
12.本技术还提供一种电子装置，包括：
13.第二处理器；以及
14.第二存储器，所述第二存储器中存储有指令，所述指令由所述第二处理器加载并执行上述的锅炉系统的调控方法。
15.本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有至少一条计算机指令，所述指令由第二处理器加载并执行上述的锅炉系统的调控方法。
16.本技术还提供一种锅炉系统的调控模型的建立方法，包括：
17.获取所述锅炉系统的参数数据；
18.预处理所述参数数据，得到训练数据集；
19.基于所述训练数据集和初始数据模型，得到所述锅炉系统的调控模型。
20.本技术还提供一种锅炉系统的调控模型的建立装置，所述建立装置包括：
21.第三通信器，所述第三通信器用于获取数据；
22.第三处理器，耦接于所述第三通信器；以及
23.第三存储器，所述第三存储器中存储有指令，所述指令由所述第三处理器加载并执行上述所述的锅炉系统的调控模型的建立方法。
24.本技术还提供一种电子装置，所述电子装置包括第四处理器和第四存储器，所述第四存储器用于存储指令，所述第四处理器用于调用所述第四存储器中的指令，使得所述电子装置执行上述的锅炉系统的调控模型的建立方法。
25.本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被第四处理器执行时实现上述的锅炉系统的调控模型的建立方法。
26.本技术的锅炉系统调控方法、模型建立方法、相关设备及介质可以自动调节锅炉的运行参数控制锅炉的供水温度，使得所述锅炉的供水温度符合目标供水温度，避免由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量，减少能源消耗、提高能效，有利于节能环保，符合碳中和、碳达峰理念，同时避免由于水温过低而无法满足供热需求。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
28.图1是本技术一实施例提供的锅炉的结构示意图。
29.图2是本技术一实施例提供的锅炉系统的调控方法的流程图。
30.图3是本技术一实施例提供的基于锅炉的实时运行参数和调控模型得到所述锅炉的预测供热参数的流程图。
31.图4是本技术一实施例提供的依据所述预测供热参数和所述目标供热参数调控所述锅炉的运行参数的流程图。
32.图5是本技术一实施例提供的基于参数偏离值与预设偏离值调控锅炉的运行参数的流程图。
33.图6是本技术另一实施例提供的锅炉的结构示意图。
34.图7是本技术一实施例提供的基于参数偏离值与预设偏离值调控锅炉的运行参数的流程图。
35.图8是本技术另一实施例提供的锅炉的结构示意图。
36.图9是本技术一实施例提供的基于参数偏离值与预设偏离值调控锅炉的运行参数的流程图。
37.图10是本技术另一实施例提供的锅炉的结构示意图。
38.图11是本技术一实施例提供的基于参数偏离值与预设偏离值调控锅炉的运行参数的流程图。
39.图12是本技术一实施例提供的调控装置的结构示意图。
40.图13是本技术一实施例提供的电子装置的结构示意图。
41.图14是本技术一实施例提供的锅炉系统的调控模型的建立方法的流程图。
42.图15是本技术一实施例提供的预处理参数数据得到训练数据集的流程图。
43.图16是本技术一实施例提供的预处理参数数据得到训练数据集的流程图。
44.图17是本技术一实施例提供的数据模型的评估指标的示意图。
45.图18是本技术一实施例提供的建立装置的结构示意图。
46.图19是本技术一实施例提供的电子装置的结构示意图。
47.主要元件符号说明
48.锅炉系统
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ149.锅炉
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
50.温湿度感测器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101
51.进水口
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102
52.出水口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
103
53.水泵
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
54.进水管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
55.出水管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13
56.第一温度感测器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
131
57.供水管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
14
58.第二温度感测器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
141
59.回水管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
15
60.第三温度感测器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
151
61.第一水循环调节管路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
16
62.第一旁通阀
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
161
63.第二水循环调节管路
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
17
64.第二旁通阀
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
171
65.供求目标
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
18
66.调控装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ267.第一处理器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
201
68.第一存储器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
202
69.第一计算机程序
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
203
70.第一通信器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
204
71.电子装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3、5
72.第二处理器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
301
73.第二存储器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
302
74.第二计算机程序
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
303
75.建立装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ476.第三处理器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
401
77.第三存储器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
402
78.第三计算机程序
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
403
79.第三通信器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
404
80.第四处理器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
501
81.第四存储器
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
502
82.第四计算机程序
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
503
83.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
84.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
85.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
86.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
87.请参阅图1所示，为本技术第一实施例提供的锅炉系统的结构示意图。锅炉系统1包括锅炉10、用于供水和回水循环的水泵11、分别与水泵11和进水口102连接的进水管12、与出水口103连接的出水管13、与出水管13连接的供水管14以及与水泵11连接的回水管15。在一实施例中，锅炉10设有温湿度感测器101，用于侦测外气的温度和湿度。出水管13设有第一温度感测器131，邻近锅炉10设置，用于侦测从锅炉10中被加热出来的水的出水温度t
出
。供水管14设有第二温度感测器141，用于侦测实时供水温度t
供
，因从锅炉10出来的水通过出水管13流至供水管14以及供求目标18时，会产生热损耗，以及与外界空气的热交换等，所以第二温度感测器141可以邻近供求目标18设置，以更加准确的测量流入供求目标18的末端实际供水温度t
供
。回水管15设有第三温度感测器151，用于侦测回水温度t
回
。
88.在一实施例中，锅炉10用于给供求目标18供应热水。供求目标18可以是设备、装置、系统或密闭空间等，设备、装置或系统可以是mau(make-up air unit，新风机组)设备或系统、空调装置或供暖设备等，密闭空间可以是办公室、机械车间或无尘室等。由此，锅炉10和供求目标18之间亦可实现水循环，锅炉10内加热的热水通过出水管13流通至供水管14，再由供水管14最终为供求目标18供热，被供求目标18进行热交换和热利用后的水，通过回水管15和水泵11，再次经进水管12循环回流至锅炉10内以再加热、再循环和再利用。
89.请参阅图2所示，为本技术实施例提供的锅炉系统的调控方法的流程图。根据不同的需求，流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。锅炉系统的调控方法包括如下步骤：
90.s101，获取锅炉10的目标供热参数和实时运行参数。
91.在生产或生活的供热场景中，对供热参数有一定的要求，例如需要达到一定的温度和湿度，因此通过本技术的调控方法以得到满足供求目标要求的目标供热参数，比如目标供热参数为40℃(环境参数或供热目标的要求参数)。其中，用于对供热目标进行供热的锅炉系统在运行状态下的参数，即为实时运行参数。
92.在一实施例中，通过获取锅炉10的目标供热参数确定对锅炉系统进行调控所要达
到的供热目标，通过获取锅炉10的实时运行参数确定与预测供热参数相关的参数，从而提高通过本技术的调控方法得到的预测供热参数的精确度。其中，预测供热参数包括预测供水温度。本技术的调控方法可以基于锅炉的实时运行参数对锅炉的供水温度进行预测，从而可更加及时、更加精确的对锅炉系统进行调控。
93.在一实施例中，目标供热参数包括目标供水温度。实时运行参数包括锅炉10的停炉温度、启炉温度、出水温度、回水温度、外气焓值、外气温度、外气湿度及实时供水温度中的至少一种。
94.s102，基于锅炉10的实时运行参数和调控模型，得到锅炉的预测供热参数。
95.在一实施例中，将锅炉10的实时运行参数作为调控模型的输入数据，通过调控模型自动输出锅炉的预测供热参数。
96.在一实施例中，调控模型为回归算法模型，回归算法模型为支持向量机模型、随机森林模型、梯度提升决策树算法模型或岭回归模型。
97.请参阅图3所示，在一实施例中，基于锅炉10的实时运行参数和调控模型，得到锅炉的预测供热参数，包括：
98.s1021，对获取的实时运行参数进行整合处理，得到输入数据。
99.在一实施例中，获取的实时运行参数因涉及温度参数、湿度参数和焓值参数等，参数种类比较分散，参数数据格式不统一，无法直接输入调控模型，因此，对获取的运行参数进行整合处理，以获得可以直接输入调控模型的输入数据。
100.在一实施例中，对获取的实时运行参数进行整合处理，得到输入数据包括：对实时运行参数进行行列转换和衍生变量，得到输入数据。
101.在一实施例中，通过数据库的sql语句对实时运行参数进行行列转换，以梳理数据的呈现形式，对不同种类的参数进行归类(比如温度参数归为一类，湿度参数归为一类)，再基于预设时间间隔对实时运行参数进行衍生变量，一方面扩大数据量，一方面优化数据的准确度，同时在进行衍生和转换的同时，将同一种类的参数的数据格式进行统一，可选地，预设时间间隔为6分钟。例如，对即时的回水温度进行衍生，将包括6分钟前的数据、12分钟前的数据和18分钟前的回水温度数据进行错误剔除和格式校准等之后，一并作为实时运行参数。
102.s1022，基于输入数据及调控模型，得到锅炉的预测供热参数。
103.在一实施例中，将经过整合处理的输入数据输入调控模型，以得到锅炉的预测供热参数，无需人工或其他设备进行计算。
104.s103，依据预测供热参数和目标供热参数调控锅炉系统。
105.本技术在获得预测供热参数后，通过调控模型和目标供热参数，对供热系统的运行参数进行回控，使得调控模型输出的预测供热参数符合目标供热参数，以满足供热要求，本技术通过模型预测，回控供热系统，可以实时智能化调控供热系统的运行参数，提高调控效率的同时满足供热需求，并实现节能环保的有益效果。
106.在一实施例中，依据预测供热参数和目标供热参数调控锅炉系统包括：依据目标供水温度和预测供水温度调控锅炉的运行参数。
107.在一实施例中，在通过调控模型得到锅炉的预测供水温度后，将预测供水温度与目标供水温度进行对比，并基于对比结果自动对锅炉系统的运行参数进行调控，使得预测
供水温度符合目标供水温度，实现锅炉系统调控的智能化。
108.在一实施例中，运行参数包括，但不限于锅炉的启炉温度、停炉温度及启停状态。
109.请参阅图4所示，在一实施例中，依据预测供热参数和目标供热参数调控锅炉的运行参数，包括：
110.s1031，依据预测供热参数和目标供热参数确定参数偏离值。
111.在一实施例中，预测供热参数和目标供热参数之间的参数偏离值作为预测供热参数和目标供热参数的对比结果，也是调控锅炉的运行参数的依据。
112.在一实施例中，依据预测供热参数和目标供热参数确定参数偏离值包括：计算预测供水温度减去目标供水温度得到的差值，将差值确定为参数偏离值。例如，若预测供水温度为40℃，目标供水温度为35℃，则参数偏离值为 5℃，此时表明锅炉以现有实时的运行参数运行，将使得供水温度高于目标供水温度5℃，由此需要对锅炉的运行进行再调控，改变锅炉的运行参数，以使得最终的供水温度等于35℃。
113.在一实施例中，将预测供热参数和目标供热参数之间的参数偏离值作为衡量调控锅炉系统的运行参数的依据，以精确回控锅炉系统的运行参数，如此本技术可以依据预测供热参数和目标供热参数之间的参数偏离值的波动情况，对锅炉系统进行快速、精确回控，提高调控效率。
114.s1032，基于参数偏离值与预设偏离值，调控锅炉的运行参数。
115.在一实施例中，通过参数偏离值的正负可以确定预测供热参数和目标供热参数之间的大小关系，通过参数偏离值的绝对值与预设偏离值之间的大小关系可以确定预测供热参数与目标供热参数之间差距。
116.请参阅图5所示，在一实施例中，基于参数偏离值与预设偏离值，调控锅炉的运行参数，包括：
117.s201，判断参数偏离值是否大于零，判断参数偏离值的绝对值是否大于预设偏离值，及判断锅炉是否停炉。
118.s202，基于参数偏离值大于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，且锅炉没有停炉，降低停炉温度。
119.在一实施例中，若参数偏离值大于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，说明预测供水温度t
供
超出目标供水温度较多，若锅炉没有停炉，说明锅炉的停炉温度较高而没有及时停炉，从而导致预测供水温度t
供
过高，如此，通过降低停炉温度，使得锅炉提前停炉，从而及时降低预测供水温度t
供
，使得预测供水温度t
供
及时降低至目标供水温度，同时减少能源消耗。
120.在一实施例中，通过控制调节锅炉的加热时机和加热温度，以降低停炉温度，使得参数偏离值的绝对值小于或等于预设偏离值，即，使得预测供水温度t
供
符合目标供水温度。
121.s203，基于参数偏离值小于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，且锅炉停炉，提高启炉温度。
122.在一实施例中，若参数偏离值小于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，说明预测供水温度t
供
低于目标供水温度较多，若锅炉停炉，说明锅炉停炉之后没有及时启炉而导致无法继续对管路内的水进行持续加热，从而使得预测供水温度t
供
过低，为了提高预测供水温度t
供
，提高启炉温度，进而使得锅炉提前启炉工作，也即，在锅炉还未完全冷却时
及时启炉加热，以提高预测供水温度t
供
。
123.在一实施例中，通过控制调节锅炉的加热时机和加热温度，以提高启炉温度，使得参数偏离值的绝对值小于或等于预设偏离值，即，使得预测供水温度t
供
符合目标供水温度。
124.在第一实施例中，获取第一温度感测器131感测的出水温度t
出
，基于出水温度t
出
回控锅炉的启停状态。
125.具体地，若出水温度t
出
大于停炉温度，控制锅炉10停炉，若出水温度t
出
大于启炉温度，且小于停炉温度，控制锅炉10工作。若出水温度t
出
小于启炉温度，控制锅炉10工作，即在锅炉10开启的状态下，锅炉10继续工作。这里需要说明的是，可通过判断出水温度t
出
是否大于停炉温度，以及判断出水温度t
出
是否大于启炉温度，来对锅炉10的停炉、启炉或是否继续工作进行调节控制。
126.需要说明的是，若出水温度t
出
大于停炉温度，说明出水温度t
出
过高，为保障锅炉10的稳定性，控制锅炉10停炉。在停炉的过程中，锅炉10逐渐降低供热量，停止供应燃料，使用原有燃料继续供热，水泵11继续工作。若出水温度t
出
因停炉而降低至大于启炉温度，且小于停炉温度，说明出水温度t
出
已降低至安全温度，锅炉10启炉工作。若出水温度t
出
小于启炉温度，说明出水温度t
出
较低，锅炉10工作。
127.请参阅图6所示，为本技术第二实施例提供的锅炉系统的结构示意图。进一步地，锅炉10的进水管12和出水管13之间设置有第一水循环调节管路16，且第一水循环调节管路16与锅炉10并联。第一水循环调节管路16设置有第一旁通阀161。
128.在一实施例中，锅炉的运行参数还包括第一旁通阀161的开关状态或开度。
129.请参阅图7所示，基于参数偏离值与预设偏离值，回控第一旁通阀161的开关状态或开度，包括：
130.s301，判断参数偏离值是否大于零，及判断参数偏离值的绝对值是否大于预设偏离值。
131.s302，基于参数偏离值大于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，控制第一旁通阀161开启或增加第一旁通阀161的开度。
132.需要说明的是，若参数偏离值大于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，在第一旁通阀161处于关闭状态时开启第一旁通阀161，或在第一旁通阀161的开度较小时增加第一旁通阀161的开度，使得部分回水或更多回水进入第一水循环调节管路16，再通过供水管14随经过锅炉10加热的水一并提供至供求目标18，由于进入第一水循环调节管路16的回水未经过锅炉10的加热，可以降低预测供水温度t
供
，避免预测供水温度t
供
过高无法满足供热需求，使得预测供水温度t
供
符合目标供水温度，同时及时减少能源消耗。
133.s303，基于参数偏离值小于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，控制第一旁通阀161关闭或减少第一旁通阀161的开度。
134.需要说明的是，若参数偏离值小于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，在第一旁通阀161处于开启状态时关闭第一旁通阀161，或在第一旁通阀161的开度较大时减小第一旁通阀161的开度，使得回水不会进入第一水循环调节管路16，而是进入锅炉10，通过锅炉10进行加热，从而提高预测供水温度t
供
，或减少进入第一水循环调节管路16的回水，使得更多的回水进入锅炉10，从而提高预测供水温度t
供
，使得锅炉的预测供水温度t
供
符合目标供水温度，避免预测供水温度t
供
过低而无法满足供热需求。
135.请参阅图8所示，为本技术第三实施例提供的锅炉的结构示意图。进一步地，锅炉10的供水管14和回水管15之间设置有第二水循环调节管路17，第二水循环调节管路17与锅炉10并联。第二水循环调节管路17设置有第二旁通阀171。在一实施方式中，锅炉10在供热刚启用或长时间未工作的情况下开启，回水管15的水量较少，温度较低，导致系统温差较大，末端供水温度不够稳定。此时，开启第二旁通阀171，使得供水管14的部分水不供应至供求目标18，而是通过第二水循环调节管路17进入回水管15，进而提前进入锅炉10进行加热，如此循环以尽快提高回水温度t
回
，使得锅炉10安全正常工作。
136.在第一实施例中，锅炉的运行参数还包括第二旁通阀171的开关状态或开度。
137.请参阅图9所示，基于参数偏离值与预设偏离值，回控第二旁通阀171的开关状态或开度。
138.s401，判断预测供水温度t
供
与回水温度t
回
之间的温差是否大于预设温差。其中，可以从第三温度感测器151获取感测的回水温度t
回
，并。可选地，参考锅炉管路的安全性能，预设温差可以设定为20℃。
139.基于上述步骤s401的判断结果，若锅炉10在供热刚启用或长时间未工作的情况下开启，且预测供水温度t
供
与回水温度t
回
之间的温差大于预设温差，则s402：控制第二旁通阀171开启或增加第二旁通阀171的开度，以提高回水温度t
回
，使得锅炉10正常工作。
140.需要说明的是，在锅炉10刚开启工作进行供热时，回水管15的水量较少，温度较低，导致系统温差较大，末端供水温度不够稳定。此时，开启第二旁通阀171，使得供水管14的部分水不供应至供求目标18，而是在水泵11的作用下通过第二水循环调节管路17进入回水管15，进而提前进入锅炉10进行加热，如此循环以尽快提高回水温度t
回
。
141.基于上述步骤s401的判断结果，若预测供水温度t
供
与回水温度t
回
之间的温差小于或等于预设温差，则s403：控制第二旁通阀171关闭或减少第二旁通阀171的开度。
142.需要说明的是，若回水管15的温度较高，系统温差较小时，末端供水温度趋于稳定。此时，关闭第二旁通阀171，使得供水管14的所有水供应至供求目标18，无需通过第二水循环调节管路17提前进入回水管15。
143.请参阅图10所示，为本技术第四实施例提供的锅炉的结构示意图。
144.进一步地，锅炉10的进水管12和出水管13之间并联设置有第一水循环调节管路16，第一水循环调节管路16设置有第一旁通阀161。锅炉10的供水管14和回水管15之间并联设置有第二水循环调节管路17，第二水循环调节管路17设置有第二旁通阀171。
145.在第一实施例中，锅炉的运行参数包括启停状态、停炉温度、启炉温度、水泵开启数量和频率、第一旁通阀161的开关状态或开度、以及第二旁通阀171的开关状态或开度。
146.请参阅图11所示，基于参数偏离值与预设偏离值，回控第一旁通阀161和第二旁通阀171的开关状态或开度。
147.s501，判断预测供水温度t
供
与回水温度t
回
之间的温差是否大于预设温差。可选地，预设温差为20℃。
148.基于上述步骤s501的判断结果，若预测供水温度t
供
与回水温度t
回
之间的温差大于预设温差，则进行s502：控制第二旁通阀171开启或增加第二旁通阀171的开度，以提高回水温度t
回
，使得锅炉10正常工作。
149.基于上述步骤s501的判断结果，若预测供水温度t
供
与回水温度t
回
之间的温差小于
或等于预设温差，则进行s503：控制第二旁通阀171关闭或减小第二旁通阀171的开度。
150.基于上述步骤s502或s503，则s504：基于参数偏离值大于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，通过开启第一旁通阀161和增加第一旁通阀161的开度中的至少一种方式，对锅炉进行末端的供水进行降温，以降低预测供水温度t
供
，使得预测供水温度t
供
符合目标供水温度。
151.或s505：基于参数偏离值小于零且参数偏离值的绝对值大于预设偏离值，通过关闭第一旁通阀和减少第一旁通阀的开度中的至少一种方式，对锅炉进行末端的供水进行加热升温，以提高预测供水温度t
供
，使得预测供水温度t
供
符合目标供水温度。
152.请参阅图12所示，为本技术实施例提供的锅炉系统的调控装置的示意图。
153.调控装置2包括，但不仅限于，第一处理器201、第一存储器202、存储在第一存储器202中并可在第一处理器201上运行的第一计算机程序203及第一通信器204。例如，第一计算机程序203为锅炉系统的调控程序。第一处理器201执行第一计算机程序203时实现锅炉系统的调控方法中的步骤，例如图2所示的步骤s101～s103，图3所示的s1021～s1022，图4所示的s1031～s1032，图5所示的s201～s203，图7所示的s301～s303，图10所示的s401～s403，图11所示的s501～s505。
154.示例性的，第一计算机程序203可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在第一存储器202中，并由第一处理器201执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，指令段用于描述第一计算机程序203在调控装置2中的执行过程。
155.本领域技术人员可以理解，示意图仅仅是调控装置2的示例，并不构成对调控装置2的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如调控装置2还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
156.第一处理器201可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者第一处理器201也可以是任何常规的处理器等，第一处理器201是调控装置2的控制中心，利用各种接口和线路连接整个调控装置2的各个部分。
157.第一存储器202可用于存储第一计算机程序203和/或模块/单元，第一处理器201通过运行或执行存储在第一存储器202内的计算机程序和/或模块/单元，以及调用存储在第一存储器202内的数据，实现调控装置2的各种功能。第一存储器202可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据调控装置2的使用所创建的数据等。此外，第一存储器202可以包括易失性和非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他存储器件。第一通信器204与锅炉10上的通信模组通信连接，并与第一处理器201和第一存储器202耦接，用于获取锅炉10的目标供热参数和实时运行参数。
158.请参阅图13所示，为本技术实施例提供的电子装置的结构示意图。
159.电子装置3可以是个人电脑、服务器等。电子装置3包括，但不仅限于，第二处理器301、第二存储器302、存储在第二存储器302中并可在第二处理器301上运行的第二计算机程序303。例如，第二计算机程序303为锅炉系统的调控程序。第二处理器301执行第二计算机程序303时实现锅炉系统的调控方法中的步骤，例如图2所示的步骤s101～s103，图3所示的s1021～s1022，图4所示的s1031～s1032，图5所示的s201～s203，图7所示的s301～s303，图9所示的s401～s403，图11所示的s501～s505。
160.示例性的，第二计算机程序303可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在第二存储器302中，并由第二处理器301执行。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，指令段用于描述第二计算机程序303在电子装置3中的执行过程。
161.本领域技术人员可以理解，示意图仅仅是电子装置3的示例，并不构成对电子装置3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子装置3还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
162.第二处理器301可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者第二处理器301也可以是任何常规的处理器等，第二处理器301是电子装置3的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子装置3的各个部分。
163.第二存储器302可用于存储第二计算机程序303和/或模块/单元，第二处理器301通过运行或执行存储在第二存储器302内的计算机程序和/或模块/单元，以及调用存储在第二存储器302内的数据，实现电子装置3的各种功能。第二存储器302可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子装置3的使用所创建的数据等。此外，第二存储器302可以包括易失性和非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他存储器件。
164.请参阅图14所示，为本技术实施例提供的锅炉系统的调控模型的建立方法的流程图。根据不同的需求，流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
165.s601，获取锅炉系统的参数数据。
166.在一实施例中，参数数据包括锅炉10的历史运行数据和历史环境数据。历史运行数据包括，但不局限于锅炉负载、风机频率、目标供水温度、启炉温度、停炉温度、出水温度、锅炉回水温度、主管回水温度、主管供水温度。历史环境数据包括，但不局限于外气温度、外气湿度、外气焓值。
167.s602，预处理参数数据，得到训练数据集。
168.请参阅图15所示，在一实施例中，预处理参数数据，得到训练数据集，包括：
169.s6021，对参数数据进行分类，得到至少一组类别数据。
170.在一实施例中，参数数据可以是锅炉的历史数据或锅炉在一时间段内采集的数
据。每个参数数据的名称即为一组类别数据。例如，将历史数据或采集数据中的温度分别分类为目标供水温度、启炉温度、停炉温度、出水温度、锅炉回水温度、主管回水温度、主管供水温度、外气温度，将历史数据或采集数据中的湿度分类为外气湿度，将历史数据或采集数据中的焓值分类为外气焓值，将历史数据或采集数据中的百分比分类为锅炉负载，将历史数据或采集数据中的频率分类为风机频率。
171.s6022，确定每组类别数据的方差值。
172.在一实施例中，确定每组类别数据的方差值包括：计算每组类别数据的平均值，基于平均值计算每组类别数据的方差值。
173.s6023，基于方差值满足预设阈值的类别数据形成训练数据集。
174.在一实施例中，基于方差值满足预设阈值的类别数据形成训练数据集包括：确定方差值大于预设阈值的类别数据为训练数据集中的训练数据或测试数据。
175.请参阅图16所示，在另一实施例中，预处理参数数据，得到训练数据集包括：
176.s6024，获取锅炉的目标供热参数。
177.在一实施例中，目标供热参数为目标供水温度。
178.s6025，确定参数数据与锅炉的目标供热参数之间的相关系数。
179.在一实施例中，确定参数数据与锅炉的目标供热参数之间的相关系数包括：计算每种类别的参数数据与目标供热参数之间的皮尔逊相关系数r，其中，计算公式为：
[0180][0181]
在上述计算公式中，x为参数数据，y为目标供热参数。
[0182]
在一实施例中，确定参数数据与锅炉的目标供热参数之间的相关系数还包括：计算每种类别的参数数据与目标供热参数之间的皮尔逊相关系数r的显著性p值。
[0183]
s6026，基于与锅炉的目标供热参数的相关系数满足预设要求的参数数据形成训练数据集。
[0184]
在一实施例中，基于与锅炉的目标供热参数的相关系数满足预设要求的参数数据形成训练数据集包括：确定显著性p值小于或等于阈值的参数数据，在显著性p值小于或等于阈值的参数数据中选择预设数量类别的参数数据，将预设数量类别的参数数据确定为训练数据集中的训练数据。可选地，阈值为0.05，预设数量为5。
[0185]
s603，基于训练数据集和初始数据模型，得到锅炉系统的调控模型。
[0186]
在一实施例中，将训练数据集包括训练数据和测试数据。例如，每组输入数据和输出数据为一组训练数据或一组测试数据，可以将训练数据集中80％的数据作为训练数据，20％的数据作为测试数据。
[0187]
在一实施例中，基于训练数据集和初始数据模型，得到锅炉系统的调控模型包括：采用训练数据对初始数据模型进行训练，并采用测试数据对训练后的初始数据模型进行测试，得到锅炉系统的调控模型。可选地，初始数据模型包括支持向量机模型、随机森林模型、梯度提升决策树算法模型及岭回归模型中至少一种。
[0188]
在一实施例中，采用测试数据对训练后的初始数据模型进行测试，得到锅炉系统的调控模型包括：将测试数据输入训练后的初始数据模型，得到预测值；基于预测值和测试
数据中的真实值，计算预测值的误差；基于训练后的初始数据模型得到预测值的误差小于或等于预设值，将训练后的初始模型确定为锅炉系统的调控模型。
[0189]
在一实施例中，每组测试数据包括输入数据和输出数据，输入数据为实际供水温度之外的参数数据，输出数据为实际供水温度，即测试数据中的真实值。将各组测试数据的输入数据输入初始数据模型，得到预测值(预测供水温度)，基于每组测试数据的预测值和真实值计算预测误差。其中，误差k＝|预测值-真实值|/|真实值|。可选地，预设值为3％。若误差小于或等于预设值，将训练后的初始模型确定为锅炉系统的调控模型。
[0190]
在以上实施例中，将训练数据和测试数据输入支持向量机模型、随机森林模型、梯度提升决策树算法模型及岭回归模型中的任一种，以建立锅炉系统的调控模型。在另一实施例中，可以将训练数据和测试数据输入支持向量机模型、随机森林模型、梯度提升决策树算法模型及岭回归模型中的多种，以建立锅炉系统的多个调控模型，再从多个调控模型中确定最优调控模型。
[0191]
在另一实施例中，在建立锅炉系统的多个调控模型后，基于训练数据集和初始数据模型得到锅炉系统的调控模型还包括：计算训练后的初始数据模型的评估指标，其中，评估指标包括决定系数、均方误差及平均绝对误差中的至少一种，基于评估指标确定训练后的初始数据模型中的最优数据模型，得到锅炉系统的调控模型。
[0192]
在另一实施例中，假设训练后的初始数据模型的预测值真实值y＝{y1,y2,
…
,yn}。初始数据模型的预测值和真实值由训练数据集中的测试数据输入初始数据模型产生，及/或由新的测试数据输入初始数据模型产生。
[0193]
决定系数r2的计算公式为：
[0194][0195]
基于评估指标确定训练后的初始数据模型中的最优数据模型，得到锅炉系统的调控模型包括：确定具有最大决定系数的数据模型为最优数据模型。请参阅图17所示，梯度提升决策树算法模型xgboost的决定系数(0.988585)最大，因此，确定训练后的梯度提升决策树算法模型为最优数据模型，即，锅炉系统的调控模型为训练后的梯度提升决策树算法模型。
[0196]
均方误差mse的计算公式为：
[0197][0198]
基于评估指标确定训练后的初始数据模型中的最优数据模型，得到锅炉系统的调控模型包括：确定具有最小均方误差的数据模型为最优数据模型。如图17所示，梯度提升决策树算法模型xgboost的均方误差(0.198888)最小，因此，确定训练后的梯度提升决策树算法模型为最优数据模型，即，锅炉系统的调控模型为训练后的梯度提升决策树算法模型。
[0199]
平均绝对误差mae的计算公式为：
[0200][0201]
基于评估指标确定训练后的初始数据模型中的最优数据模型，得到锅炉系统的调控模型包括：确定具有最小平均绝对误差的数据模型为最优数据模型。如图18所示，支持向
量机模型svr的平均绝对误差(0.274123)最小，因此，确定训练后的支持向量机模型为最优数据模型，即，锅炉系统的调控模型为训练后的支持向量机模型。
[0202]
请参阅图18所示，为本技术实施例提供的锅炉系统的调控模型的建立装置的示意图。
[0203]
建立装置4包括，但不仅限于，第三处理器401、第三存储器402、存储在第三存储器402中并可在第三处理器401上运行的第三计算机程序403及第三通信器404。例如，第三计算机程序403为调控模型的建立程序。第三处理器401执行第三计算机程序403时实现锅炉系统的调控模型的建立方法中的步骤，例如图14所示的步骤s601～s603，图15-16所示的s6021～s6026。
[0204]
示例性的，第三计算机程序403可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在第三存储器402中，并由第三处理器401执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，指令段用于描述第三计算机程序403在建立装置4中的执行过程。
[0205]
本领域技术人员可以理解，示意图仅仅是建立装置4的示例，并不构成对建立装置4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如建立装置4还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0206]
第三处理器401可以是中央处理单元，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者第三处理器401也可以是任何常规的处理器等，第三处理器401是建立装置4的控制中心，利用各种接口和线路连接整个建立装置4的各个部分。
[0207]
第三存储器402可用于存储第三计算机程序403和/或模块/单元，第三处理器401通过运行或执行存储在第三存储器402内的计算机程序和/或模块/单元，以及调用存储在第三存储器402内的数据，实现建立装置4的各种功能。第三存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据建立装置4的使用所创建的数据等。此外，第三存储器402可以包括易失性和非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡，安全数字卡，闪存卡、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他存储器件。第三通信器404与锅炉10上的通信模组通信连接，并与第三处理器401和第三存储器402耦接，用于获取锅炉10的运行数据和环境数据。
[0208]
请参阅图19所示，为本技术实施例提供的电子装置的结构示意图。
[0209]
电子装置5可以是个人电脑、服务器等。电子装置5包括，但不仅限于，第四处理器501、第四存储器502、存储在第四存储器502中并可在第四处理器501上运行的第四计算机程序503。例如，第四计算机程序503为调控模型的建立程序。第四处理器501执行第四计算机程序503时实现锅炉系统的调控模型的建立方法中的步骤，例如图14所示的步骤s601～s603，图15-16所示的s6021～s6026。
[0210]
示例性的，第四计算机程序503可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在第四存储器502中，并由第四处理器501执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，指令段用于描述第
四计算机程序503在电子装置5中的执行过程。
[0211]
本领域技术人员可以理解，示意图仅仅是电子装置5的示例，并不构成对电子装置5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子装置5还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0212]
第四处理器501可以是中央处理单元，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者第四处理器501也可以是任何常规的处理器等，第四处理器501是电子装置5的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子装置5的各个部分。
[0213]
第四存储器502可用于存储第四计算机程序503和/或模块/单元，第四处理器501通过运行或执行存储在第四存储器502内的计算机程序和/或模块/单元，以及调用存储在第四存储器502内的数据，实现电子装置5的各种功能。第四存储器502可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子装置5的使用所创建的数据等。此外，第四存储器502可以包括易失性和非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡，安全数字卡，闪存卡、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他存储器件。
[0214]
电子装置3、5集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器。
[0215]
本技术的锅炉系统调控方法、模型建立方法、相关设备及介质可以自动调节锅炉的运行参数控制锅炉的供水温度，使得锅炉的预测供水温度符合目标供水温度，避免由于水温过高而导致增加燃料用量和浪费用水量，减少能源消耗、提高能效，有利于节能环保，符合碳中和、碳达峰理念，同时避免由于水温过低而无法满足供热需求。
[0216]
对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
[0217]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围。