[發(fā)明專利]一種鋼鐵企業(yè)煤氣消耗設(shè)備時序優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711127829.8
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107976976B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙剛;郝勇生;蘇志剛;王培紅
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;G06Q50/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種鋼鐵企業(yè)煤氣消耗設(shè)備時序優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將所有消耗煤氣的設(shè)備分類，分為煤氣生產(chǎn)設(shè)備、煤氣消耗設(shè)備與自備電廠，將具體設(shè)備分到這些類別中，分別建立煤氣生產(chǎn)模型和煤氣消耗模型；

所述自備電廠建立如下煤氣消耗特性模型：

(a)富裕煤氣熱量模型：

上式中，Q_t代表第t小時自備電廠輸入的混合煤氣的熱量，h_bfg,h_cog,h_cfg分別代表高爐、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐的熱值，a_tj代表第j個設(shè)備在第t小時消耗的煤氣體積，f_{sumcfg_t}代表第t小時內(nèi)轉(zhuǎn)爐煤氣生產(chǎn)體積，f_{sumbfg_t}代表第t小時內(nèi)高爐煤氣生產(chǎn)體積，f_{sumcog_t}代表第t小時內(nèi)焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)體積，h_j代表第j個設(shè)備消耗煤氣的熱值；

(b)混合替代模型：

f_cog＝(h_cfg-h_bfg)/(h_cog-h_bfg)*f_cfg

f_bfg＝(h_cog-h_cfg)/(h_cog-h_bfg)*f_cfg

上式中，f_cfg代表轉(zhuǎn)爐煤氣體積，f_cog、f_bfg代表替換轉(zhuǎn)爐煤氣的焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣的體積；

(c)富余煤氣體積模型：

上式中，f_{cfg_before_t}為高焦?fàn)t煤氣替代轉(zhuǎn)爐煤氣之前，計算輸入自備電廠轉(zhuǎn)爐煤氣的體積；f_{cfg_t}代表第t小時輸入自備電廠的轉(zhuǎn)爐煤氣體積；P_jcfg代表第j個煤氣消耗設(shè)備消耗的混合煤氣中轉(zhuǎn)爐煤氣所占比例；P_jcog代表第j個煤氣消耗設(shè)備消耗的混合煤氣中焦?fàn)t煤氣所占比例；P_jbfg代表第j個煤氣消耗設(shè)備消耗的混合煤氣中高爐煤氣所占比例；f_{cog_cfg}為轉(zhuǎn)爐煤氣空缺部分用高焦?fàn)t煤氣替代時所需的焦?fàn)t煤氣體積；f_{bfg_cfg}為轉(zhuǎn)爐煤氣空缺部分用高焦?fàn)t煤氣替代時所需的高爐煤氣體積；F_替代為利用上述混合替代模型替代轉(zhuǎn)爐煤氣時，轉(zhuǎn)爐煤氣體積與高爐、焦?fàn)t體積之間的函數(shù)；f_{bfg_t}代表第t小時輸入自備電廠的高爐煤氣體積；f_{cog_t}代表第t小時輸入自備電廠的焦?fàn)t煤氣體積，N為煤氣消耗設(shè)備數(shù)目；

(d)富余煤氣熱值模型：

上式中，heat_t代表第t小時富余煤氣的熱值；

步驟2：建立煤氣消耗設(shè)備時序優(yōu)化模型，該模型包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件，所述目標(biāo)函數(shù)包括電廠輸入熱量波動最小化和煤氣消耗設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)改變次數(shù)最小化，所述約束條件包括自備電廠熱量與熱值約束和輸入電廠煤氣量正值約束；

步驟3：采用基于NSGA-Ⅱ遺傳算法的非線性0-1整數(shù)規(guī)劃模型來求解步驟2建立的時序優(yōu)化模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼鐵企業(yè)煤氣消耗設(shè)備時序優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟1中，所述煤氣生產(chǎn)設(shè)備包括高爐、焦?fàn)t和轉(zhuǎn)爐，這三種設(shè)備建立如下煤氣生產(chǎn)模型：

f_{pro_j}(t)＝f_{sum_j_t}

上式中，f_{pro_j}(t)代表第j個煤氣生產(chǎn)設(shè)備在第t小時內(nèi)的煤氣生產(chǎn)量，f_{sum_j_t}代表第j個設(shè)備歷史每小時生產(chǎn)體積的平均值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼鐵企業(yè)煤氣消耗設(shè)備時序優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟1中，所述煤氣消耗設(shè)備進(jìn)一步分為不可間斷生產(chǎn)設(shè)備和可間斷生產(chǎn)設(shè)備。