[發(fā)明專利]煤氣柜移峰填谷的動態(tài)調(diào)整方法、能源調(diào)度系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011475154.8
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112541680A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張琦;謝升;劉帥
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本申請屬于鋼鐵企業(yè)能源優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域，具體涉及一種煤氣柜移峰填谷的動態(tài)調(diào)整方法、能源調(diào)度系統(tǒng)。其中的方法包括：將煤氣產(chǎn)耗數(shù)據(jù)作為輸入，通過預(yù)先建立的煤氣動態(tài)預(yù)測模型，獲取煤氣產(chǎn)耗預(yù)測數(shù)據(jù)；根據(jù)預(yù)先建立的可調(diào)度設(shè)備約束條件和能源介質(zhì)供需約束條件，建立以可調(diào)度設(shè)備最小化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本為目標(biāo)函數(shù)的煤氣柜動態(tài)調(diào)度模型；將煤氣產(chǎn)耗預(yù)測數(shù)據(jù)和預(yù)先確定的蒸汽需求量數(shù)據(jù)、電力需求量數(shù)據(jù)、分時電價(jià)輸入煤氣柜動態(tài)調(diào)度模型，采用混合整數(shù)非線性規(guī)劃的方法得到煤氣在可調(diào)度設(shè)備中的分配數(shù)據(jù)。本申請方法基于鋼鐵企業(yè)煤氣、蒸汽和電力三種介質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，能源利用效率高，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益的提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于鋼鐵企業(yè)能源優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域，具體涉及一種煤氣柜移峰填谷的動態(tài)調(diào)整方法、能源調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鋼鐵企業(yè)的電力需求由兩部分滿足，分別是外購電和自發(fā)電，自發(fā)電設(shè)備包括兩部分，一是余熱余能發(fā)電，二是自備電廠發(fā)電。其中自備電廠主要采用煤氣發(fā)電，具有降低企業(yè)運(yùn)行成本，減少煤氣放散的重要意義。峰谷分時電價(jià)是國家電網(wǎng)為了穩(wěn)定用電負(fù)荷，鼓勵企業(yè)減少在用電高峰時段的用電量、增加在用電低谷時的電量，而實(shí)行的一項(xiàng)不同時段不同購電電價(jià)的政策。鋼鐵企業(yè)需通過轉(zhuǎn)移谷時電價(jià)時段的煤氣量到峰時電價(jià)時段使用，增加峰時電價(jià)時段的自發(fā)電量，從而降低峰時電價(jià)時段的外購電成本。

鋼鐵企業(yè)能源介質(zhì)較多，不同介質(zhì)間互相耦合，尤其是煤氣、蒸汽和電力，三種能源介質(zhì)的耦合較為強(qiáng)烈，現(xiàn)有的方法沒有考慮不同能源介質(zhì)之間的耦合關(guān)系，進(jìn)行單一介質(zhì)的優(yōu)化調(diào)度，能源利用效率低，無法實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益的提高，缺乏實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)、不足，本申請?zhí)峁┮环N煤氣柜移峰填谷的動態(tài)調(diào)整方法、能源調(diào)度系統(tǒng)。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本申請采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N煤氣柜移峰填谷的動態(tài)調(diào)整方法，該方法包括：

S10、針對每個煤氣系統(tǒng)設(shè)備，獲取所述煤氣系統(tǒng)設(shè)備調(diào)度周期前發(fā)生的煤氣產(chǎn)耗數(shù)據(jù)，將所述煤氣產(chǎn)耗數(shù)據(jù)作為輸入，通過預(yù)先建立的煤氣動態(tài)預(yù)測模型，獲取所述煤氣系統(tǒng)設(shè)備調(diào)度周期內(nèi)的煤氣產(chǎn)耗預(yù)測數(shù)據(jù)，所述煤氣動態(tài)預(yù)測模型為基于集成學(xué)習(xí)算法建立、以所述煤氣系統(tǒng)設(shè)備的煤氣產(chǎn)耗歷史數(shù)據(jù)為訓(xùn)練樣本訓(xùn)練得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

S20、根據(jù)預(yù)先建立的可調(diào)度設(shè)備約束條件和能源介質(zhì)供需約束條件，建立以可調(diào)度設(shè)備最小化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本為目標(biāo)函數(shù)的煤氣柜動態(tài)調(diào)度模型，所述經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本包括燃料使用成本、蒸汽使用成本、煤氣放散懲罰和購電成本，所述可調(diào)度設(shè)備約束條件包括鍋爐約束、汽輪機(jī)約束、煤氣柜運(yùn)行約束，所述能源介質(zhì)供需約束條件包括煤氣平衡約束條件、電力平衡約束條件；

S30、將每個煤氣系統(tǒng)設(shè)備的煤氣產(chǎn)耗預(yù)測數(shù)據(jù)和預(yù)先確定的蒸汽需求量數(shù)據(jù)、電力需求量數(shù)據(jù)、分時電價(jià)輸入所述煤氣柜動態(tài)調(diào)度模型，采用混合整數(shù)非線性規(guī)劃的方法得到調(diào)度周期內(nèi)煤氣在可調(diào)度設(shè)備中的分配數(shù)據(jù)，基于所述分配數(shù)據(jù)，控制煤氣柜的儲氣量。

可選地，在步驟S10之前，還包括：

確定鋼鐵企業(yè)的可調(diào)度設(shè)備，所述可調(diào)度設(shè)備包括啟動鍋爐、燃?xì)忮仩t及其配套汽輪機(jī)組、摻燒煤氣鍋爐及其配套汽輪機(jī)組和煤氣柜；確定煤氣系統(tǒng)設(shè)備，所述煤氣系統(tǒng)設(shè)備包括煤氣發(fā)生端設(shè)備和煤氣消耗端設(shè)備；

采集預(yù)設(shè)時間段內(nèi)煤氣系統(tǒng)設(shè)備生成的煤氣歷史產(chǎn)耗數(shù)據(jù)，構(gòu)建訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中的訓(xùn)練樣本為所述預(yù)設(shè)時間段內(nèi)各時間點(diǎn)之前的第一預(yù)設(shè)時長的煤氣歷史產(chǎn)耗數(shù)據(jù)，樣本標(biāo)簽為所述預(yù)設(shè)時間段內(nèi)時間點(diǎn)之后的第二預(yù)設(shè)時長的煤氣歷史產(chǎn)耗數(shù)據(jù)；

基于Adaboost算法建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集訓(xùn)練所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型直至符合訓(xùn)練停止條件時停止訓(xùn)練，將得到的模型作為煤氣動態(tài)預(yù)測模型。