本發(fā)明涉及工業(yè)余熱回收優(yōu)化，具體地說(shuō)，涉及基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、工業(yè)余熱回收優(yōu)化是一項(xiàng)重要的技術(shù)，工業(yè)循環(huán)冷卻水蘊(yùn)含的大量余熱成為重要節(jié)能資源，通過(guò)高效回收與梯級(jí)利用，對(duì)降低企業(yè)能耗、提升能源利用率、減少碳排放具有關(guān)鍵意義，該技術(shù)突破傳統(tǒng)單一余熱利用模式的局限，為多場(chǎng)景余熱供需匹配提供智能化解決方案，傳統(tǒng)依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)的余熱分配方式已難以滿(mǎn)足復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景的精細(xì)化用能需求。
2、然而，現(xiàn)有工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱利用技術(shù)存在余熱供需匹配精準(zhǔn)性不足的核心問(wèn)題，傳統(tǒng)方案未對(duì)余熱按溫度、流量等參數(shù)進(jìn)行層級(jí)劃分與動(dòng)態(tài)特性分析，僅采用固定路徑分配余熱，當(dāng)用戶(hù)熱需求與單一余熱源特性不匹配時(shí)，易導(dǎo)致供熱量過(guò)?；虿蛔?，同時(shí)，缺乏多源余熱協(xié)同耦合機(jī)制，無(wú)法通過(guò)不同層級(jí)余熱的加權(quán)調(diào)配彌補(bǔ)單一熱源的缺陷，造成余熱資源浪費(fèi)與用戶(hù)用能體驗(yàn)下降，這些問(wèn)題疊加使得余熱利用效率偏低，難以適應(yīng)工業(yè)場(chǎng)景多樣化、動(dòng)態(tài)化的用能需求，制約了節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，為了解決這一技術(shù)問(wèn)題，于是我們提供了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
2、1、由于傳統(tǒng)方案未對(duì)余熱分級(jí)及動(dòng)態(tài)分析，采用固定路徑分配，導(dǎo)致供需不匹配，因此本案例通過(guò)數(shù)據(jù)處理單元?jiǎng)澐钟酂釋蛹?jí)并建立動(dòng)態(tài)特性檔案，智能耦合調(diào)控單元生成匹配的耦合路徑，能夠提升余熱供需匹配精準(zhǔn)性。
3、2、由于傳統(tǒng)方案缺乏多源協(xié)同機(jī)制，無(wú)法彌補(bǔ)單一熱源缺陷，造成資源浪費(fèi)，因此本案例通過(guò)智能耦合調(diào)控單元啟動(dòng)多源協(xié)同模式，加權(quán)合成目標(biāo)熱參數(shù)生成協(xié)同路徑，能夠提高余熱利用率，滿(mǎn)足多樣化需求。
4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，包括；
5、余熱采集單元通過(guò)監(jiān)測(cè)溫度、流量、壓力參數(shù)的傳感組件向數(shù)據(jù)處理單元傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
6、數(shù)據(jù)處理單元對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，再將預(yù)處理后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)劃分為三個(gè)層級(jí)，并分別建立各層級(jí)余熱的動(dòng)態(tài)特性檔案，所述動(dòng)態(tài)特性檔案包含參數(shù)變化曲線(xiàn)、參數(shù)波動(dòng)幅度及持續(xù)時(shí)長(zhǎng)；
7、智能耦合調(diào)控單元內(nèi)置自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)與耦合路徑優(yōu)化模塊，自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存不同工業(yè)場(chǎng)景下余熱用戶(hù)的熱需求特征參數(shù)，包括需求溫度范圍、熱負(fù)荷穩(wěn)定性及連續(xù)用熱時(shí)長(zhǎng)；
8、耦合路徑優(yōu)化模塊將動(dòng)態(tài)特性檔案與熱需求特征參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算兩者的匹配度，匹配度計(jì)算時(shí)優(yōu)先比對(duì)溫度范圍重合度，再依次比對(duì)流量波動(dòng)適應(yīng)性、持續(xù)時(shí)長(zhǎng)契合度，當(dāng)匹配度高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，生成對(duì)應(yīng)層級(jí)余熱與用戶(hù)需求的耦合路徑；
9、當(dāng)匹配度低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，耦合路徑優(yōu)化模塊啟動(dòng)多源協(xié)同耦合模式，即選取兩個(gè)不同層級(jí)的余熱源，根據(jù)各余熱源的實(shí)時(shí)參數(shù)計(jì)算可調(diào)配的熱容量，按照熱容量占比加權(quán)合成目標(biāo)熱參數(shù)，使目標(biāo)熱參數(shù)與用戶(hù)需求特征參數(shù)的匹配度達(dá)到預(yù)設(shè)閾值以上，并生成包含各余熱源輸出比例、傳輸路徑切換節(jié)點(diǎn)的協(xié)同耦合路徑。
10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
11、1、數(shù)據(jù)處理單元基于溫度區(qū)間將余熱劃分為高、中、低溫層，結(jié)合聚類(lèi)算法對(duì)流量、壓力參數(shù)二次聚類(lèi)形成熱值子層，再通過(guò)時(shí)間序列神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取動(dòng)態(tài)特征，建立包含參數(shù)變化曲線(xiàn)、波動(dòng)幅度及持續(xù)時(shí)長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)特性檔案，實(shí)現(xiàn)對(duì)余熱資源的精細(xì)化刻畫(huà)，智能耦合調(diào)控單元將這些檔案與自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)存的用戶(hù)熱需求特征比對(duì)，按溫度重合度、流量適應(yīng)性、時(shí)長(zhǎng)契合度的優(yōu)先級(jí)計(jì)算匹配度，生成針對(duì)性耦合路徑，避免傳統(tǒng)固定分配導(dǎo)致的供熱量過(guò)?；虿蛔?，大幅提升供需匹配精度。
12、2、當(dāng)單一余熱源匹配度不足時(shí)，系統(tǒng)排除溫度偏差過(guò)大的層級(jí)，篩選熱容量滿(mǎn)足需求冗余度且高溫層級(jí)達(dá)最低保障值的組合，基于實(shí)時(shí)參數(shù)計(jì)算可調(diào)配熱容量，按占比加權(quán)合成目標(biāo)熱參數(shù)，溫度采用線(xiàn)性融合、流量經(jīng)平滑處理，使合成參數(shù)波動(dòng)幅度低于單源水平，同時(shí)，生成包含輸出比例、路徑切換節(jié)點(diǎn)的協(xié)同路徑，通過(guò)智能調(diào)節(jié)閥組與壓力緩沖裝置實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)傳輸，既彌補(bǔ)了單一熱源的缺陷，又充分挖掘不同層級(jí)余熱的利用價(jià)值，減少資源浪費(fèi)。
13、3、數(shù)字孿生平臺(tái)對(duì)耦合路徑進(jìn)行仿真驗(yàn)證，預(yù)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度確?？尚行?，管道衰減補(bǔ)償機(jī)制修正長(zhǎng)距離傳輸?shù)臒崛萘繐p失，提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，自學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)持續(xù)積累不同場(chǎng)景的需求特征與匹配案例，支持系統(tǒng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化匹配邏輯，增強(qiáng)對(duì)多樣化、動(dòng)態(tài)化工況的適應(yīng)能力，此外，協(xié)同路徑中的多級(jí)響應(yīng)指令實(shí)現(xiàn)時(shí)序化切換，避免流體沖擊，保障傳輸穩(wěn)定性，最終提升整體余熱利用效率，助力企業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
1.基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述將預(yù)處理后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)劃分為三個(gè)層級(jí)的具體方法為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述建立各層級(jí)余熱的動(dòng)態(tài)特性檔案的方法包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配度計(jì)算方法為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度范圍重合度定義為用戶(hù)需求溫度范圍與余熱源溫度波動(dòng)區(qū)間的重疊比例，流量波動(dòng)適應(yīng)性通過(guò)動(dòng)態(tài)形態(tài)匹配算法計(jì)算余熱源流量曲線(xiàn)與用戶(hù)需求基準(zhǔn)線(xiàn)的相似度，持續(xù)時(shí)長(zhǎng)契合度為余熱源可持續(xù)供熱時(shí)長(zhǎng)對(duì)用戶(hù)需求時(shí)長(zhǎng)的覆蓋程度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述生成對(duì)應(yīng)層級(jí)余熱與用戶(hù)需求的耦合路徑的邏輯為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述選取兩個(gè)不同層級(jí)余熱源的策略為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算可調(diào)配熱容量的方法為：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述加權(quán)合成目標(biāo)熱參數(shù)的邏輯為：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)循環(huán)冷卻水余熱多源耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述生成包含各余熱源輸出比例、傳輸路徑切換節(jié)點(diǎn)的協(xié)同耦合路徑的過(guò)程為：