文献标识码:A
DOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2023.09.013
引用格式:张瑾,姜浩,金秀章.基于互信息变量选择的燃煤机组SCR脱硝系统PSO-ELM建模[J].网络安全与数据治理,2023,42(9):88-95.
0 引言
燃煤机组产生的氮氧化物(NOx)是大气污染的首要排放物之一,在空气质量方面影响较为严重[1]。烟气排放连续检测系统(Continuous Emission Monitoring Systems,CEMS)对烟气取样管路要按时反向吹扫,以避免积灰堵塞,从而会导致NOx测量结果存在间断性失真,同时,由于烟气取样管路长度一般为40~60 m,造成测量结果出现时滞现象,控制系统的控制难度也因此得到提升。因此,建立脱硝系统预测模型,对于燃煤机组的优化运行,喷氨量的控制以及污染物的监测管理都具有重要意义[2]。
随着神经网络的发展,许多建模方法被应用到脱硝系统当中。杨文玉等人[3]利用RBF神经网络建立了脱硝系统出口NOx的预测模型,该模型在处理时序预测问题时并没有明显优势。张淑清等人[4]利用ELM神经网络建立了电网负荷的预测模型,并利用飞蛾优化算法对模型参数进行优化,该文所用训练数据过少,容易导致模型过拟合。刘延泉等人[5]将互信息与LSSVM方法结合,对脱硝系统入口NOx浓度进行了预测,但模型未考虑输入变量的对模型的影响。
除了建模方法,特征选择也会影响模型的预测能力。特征选择常见的方法有过滤式(Filter)、封装式(Wrapper)和嵌入式(Embedded)三种。输入变量的直接选择决定了模型的结构与输出,输入变量的选择通常对工业机理进行分析,从待选变量进行筛选获取[6-7]。金秀章等人[8]利用mRMR算法筛选出符合模型的输入变量,建立了出口SO2质量浓度预测模型,但正则化仍不能计算出隐层节点的具体数量。赵文杰等人[9]利用互信息与优化算法结合确定系统最优的输入变量集合,将互信息特征提取方法应用到高维系统中,建立了脱硝系统的预测模型,但该方法计算量大,耗时较长,实施起来较为困难。钱虹等人[10]采用随机森林算法进行变量选择,并对SCR脱硝系统出口NOx质量浓度进行了预测,但模型未解决烟气采样管道长度较长而导致的时滞问题。
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作者信息:
张瑾,姜浩,金秀章
(华北电力大学控制与计算机工程学院,河北保定071003)