[發明專利]一種基于隨機預測模型的鋼鐵企業多能源優化調度方法

有效

• 申請號: 201510509320.4
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN105069533B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 謝磊;謝瀾濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種基于隨機預測模型的鋼鐵企業多能源優化調度方法，基于能源介質相關的需求量建立鋼鐵企業在各個周期內的具有隨機干擾的需求預測模型；根據所述的能源系統拓撲圖的確定調度方案，并針對該調度方案根據所述的生產工藝約束條件和需求預測模型建立帶有隨機參數的企業能源介質的多周期集成的隨機優化調度模型，并轉化為優化調度模型；求解優化調度模型得到優化調度結果，并根據優化調度結果生成可執行的調度結果以進行多能源調度。本發明考慮了調度過程中預測模型具有隨機性，通過將帶有隨機變量的優化問題轉變為確定量的優化問題，使得原優化問題能夠求解，能夠實現能源利用最合理化，最大限度的提高鋼鐵企業的利潤。

技術領域

本發明屬于鋼鐵企業能源調度領域，尤其涉及一種基于隨機預測模型的鋼鐵企業多能源優化調度方法。

背景技術

鋼鐵號稱工業的糧食，鋼鐵工業是我國國民經濟重要的基礎產業。能源消耗是決定鋼鐵工業生產成本和利潤的重要因素，我國鋼鐵企業的能源成本約占鋼鐵生產成本的1/3，能源利用率低，既浪費資源又污染環境，加大了生產成本。

鋼鐵行業是高能耗行業,在國民經濟總能耗中占較大的比重,在我國,該比例約為10％。能源消耗結構中,煤炭占主體,電力其次。隨著企業生產規模的不斷擴大、能源價格不斷上漲和市場競爭日趨激烈,在鋼鐵企業提高能源利用效率,節約資源,不但可以降低企業的生產成本,提供企業競爭力,增加企業經濟效益,也有利于可持續發展、保護環境和減少碳的排放量,已成為發展鋼鐵工業的重要任務之一。

鋼鐵企業能耗的影響因素有許多,比如企業現有設備的工藝水平,企業的產品結構組成,企業能源調度方法的合理性等。鋼鐵企業節能的主要方法有:1)采用耗能少的先進設備,提高工藝水平,降低各工序的能耗；2)調整企業的產品結構,使得各種產品(不同產品耗能量不同)搭配得當；3)提高能源管理水平,準確預測各個工序能源需求趨勢,進行合理的調度配置。為了使有限能源得到更加安全、高效、合理的利用，與其他的節能方法相比，提高能源的配置水平，促進能源的優化調度是非常有效的途徑。

近年來國內外研究人員已經在鋼鐵企業能源系統研究工作中取得了許多成果。但研究成果在能源平衡、調度方面主要集中在煤氣或蒸汽等單一能源介質系統中，綜合考慮多種能源介質的耦合關系并實施優化調度成果還不多見，特別是在考慮多種能源介質的同時，還考慮預測模型具有隨機性的，更是少之又少。即使有考慮到隨機性的文章，也都是高屋建瓴，以高度概括的方式為鋼鐵企業指明研究方向，只停留在理論層面，對具體實踐指導不明確。

鋼鐵生產過程中伴隨大量電力、氧氣、煤氣等能源介質的消耗。能源配置問題解決的是在考慮一次能源和二次能源以及能源轉換的條件下如何對給定的展望期范圍內的能源介質進行優化分配,實現最小化總能源耗。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于隨機預測模型的鋼鐵企業多能源優化調度方法。

一種基于隨機預測模型的鋼鐵企業多能源優化調度方法包括：

步驟1，獲取鋼鐵企業的生產信息，所述生產信息包括能源介質相關的需求量、生產工藝約束條件及能源系統拓撲圖；

步驟2，基于能源介質相關的需求量建立鋼鐵企業在各個周期內的具有隨機干擾的需求預測模型；

步驟3，根據所述的能源系統拓撲圖的確定調度方案，并針對該調度方案根據所述的生產工藝約束條件和需求預測模型建立帶有隨機參數的企業能源介質的多周期集成的隨機優化調度模型J；

步驟4，將所述的隨機優化調度模型J轉化為優化調度模型J′；

步驟5，求解優化調度模型J’得到優化調度結果，并根據所述的優化調度結果生成可執行的調度結果以進行多能源調度。

作為優選，所述的生產工藝約束條件包括混合站的工藝約束條件、聯絡管的物料平衡約束、鍋爐設備的工藝約束條件、發電機設備的工藝約束條件和供銷平衡約束條件。