本發(fā)明屬于計算機(jī)科學(xué)和火力發(fā)電，涉及一種基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、間冷塔是工業(yè)生產(chǎn)中常用的冷卻設(shè)備，用于散熱和保持設(shè)備溫度在安全范圍內(nèi)。然而，由于環(huán)境變化、設(shè)備故障和操作不當(dāng)?shù)仍?，間冷塔可能面臨溫度異常、壓力異常等問題，導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定和效率下降。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法往往依賴于人工巡檢和離線數(shù)據(jù)分析，效率低下且容易遺漏問題，急需要一種能夠預(yù)設(shè)冷卻塔的溫度技術(shù)，但是現(xiàn)有技術(shù)中并未給出類似的公開。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測間冷塔的溫度，同時效率較高。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一方面，本發(fā)明所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法，包括：

4、獲取間冷塔的環(huán)境參數(shù)；

5、將所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)輸入到訓(xùn)練后的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，預(yù)測得到間冷塔的溫度。

6、本發(fā)明所述基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于：

7、進(jìn)一步的，所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)包括間冷塔周圍環(huán)境的pm10、濕度信息、溫度信息、風(fēng)速信息、風(fēng)向信息以及大氣壓強(qiáng)信息。

8、進(jìn)一步的，所述將所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)輸入到訓(xùn)練后的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中之前還包括：

9、獲取間冷塔的歷史環(huán)境參數(shù)以及間冷塔的歷史溫度數(shù)據(jù)；

10、根據(jù)所述間冷塔的歷史環(huán)境參數(shù)以及間冷塔的歷史溫度數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)據(jù)集；

11、將所述數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集及測試集；

12、構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

13、基于所述訓(xùn)練集及測試集對所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練及測試，得到訓(xùn)練后的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

14、進(jìn)一步的，所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練過程中的損失函數(shù)為：

15、loss_mse＝(1/n)*σ(t_true^i-t_pred^i)^2

16、其中，t_pred^i表示預(yù)測的間冷塔溫度，表示預(yù)測溫度的時間導(dǎo)數(shù)，t是間冷塔溫度，t是時間，α是熱擴(kuò)散系數(shù)，表示溫度的拉普拉斯算子。

17、進(jìn)一步的，還包括：

18、將所述預(yù)測得到的間冷塔的溫度發(fā)送至dcs系統(tǒng)中；

19、當(dāng)預(yù)測得到間冷塔的溫度出現(xiàn)異常時，則進(jìn)行報警。

20、本發(fā)明二方面，本發(fā)明所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)，括：

21、第一獲取模塊，用于獲取間冷塔的環(huán)境參數(shù)；

22、預(yù)測模塊，用于將所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)輸入到訓(xùn)練后的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，預(yù)測得到間冷塔的溫度。

23、本發(fā)明所述基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)進(jìn)一步的改進(jìn)在于：

24、其特征在于，所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)包括間冷塔周圍環(huán)境的pm10、濕度信息、溫度信息、風(fēng)速信息、風(fēng)向信息以及大氣壓強(qiáng)信息。

25、進(jìn)一步的，還包括：

26、第二獲取模塊，用于獲取間冷塔的歷史環(huán)境參數(shù)以及間冷塔的歷史溫度數(shù)據(jù)；

27、第一構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述間冷塔的歷史環(huán)境參數(shù)以及間冷塔的歷史溫度數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)據(jù)集；

28、劃分模塊，用于將所述數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集及測試集；

29、第二構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

30、訓(xùn)練模塊，用于基于所述訓(xùn)練集及測試集對所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練及測試，得到訓(xùn)練后的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

31、進(jìn)一步的，所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練過程中的損失函數(shù)為：

32、loss_mse＝(1/n)*σ(t_true^i-t_pred^i)^2

33、其中，t_pred^i表示預(yù)測的間冷塔溫度，表示預(yù)測溫度的時間導(dǎo)數(shù)，t是間冷塔溫度，t是時間，α是熱擴(kuò)散系數(shù)，表示溫度的拉普拉斯算子。

34、進(jìn)一步的，還包括：

35、發(fā)送模塊，用于將所述預(yù)測得到的間冷塔的溫度發(fā)送至dcs系統(tǒng)中；

36、預(yù)警模塊，用于當(dāng)預(yù)測得到間冷塔的溫度出現(xiàn)異常時，則進(jìn)行報警。

37、本發(fā)明具有以下有益效果：

38、本發(fā)明所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)及方法在具體操作時，將所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)輸入到訓(xùn)練后的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，預(yù)測得到間冷塔的溫度，利用物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對間冷塔的溫度進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測的準(zhǔn)確性較高，同時可以實現(xiàn)在線的預(yù)測，實用性較強(qiáng)。

技術(shù)特征：

1.一種基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)包括間冷塔周圍環(huán)境的pm10、濕度信息、溫度信息、風(fēng)速信息、風(fēng)向信息以及大氣壓強(qiáng)信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述將所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)輸入到訓(xùn)練后的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中之前還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法，其特征在于，所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練過程中的損失函數(shù)為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法，其特征在于，還包括：

6.一種基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)包括間冷塔周圍環(huán)境的pm10、濕度信息、溫度信息、風(fēng)速信息、風(fēng)向信息以及大氣壓強(qiáng)信息。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測方法，其特征在于，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在訓(xùn)練過程中的損失函數(shù)為：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的間冷塔溫度預(yù)測系統(tǒng)及方法，包括：獲取間冷塔的環(huán)境參數(shù)；將所述間冷塔的環(huán)境參數(shù)輸入到訓(xùn)練后的物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，預(yù)測得到間冷塔的溫度，該系統(tǒng)及方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測間冷塔的溫度，同時效率較高。

技術(shù)研發(fā)人員：吳萌,孫通,楊利,孫立哲,李開明,賈向林,李瑞坤,馬子龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國能平羅發(fā)電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26