[發明專利]一種工業生產過程的全局能耗優化方法及裝置在審
| 申請號： | 202210139216.0 | 申請日： | 2022-02-15 |
| 公開（公告）號： | CN114757009A | 公開（公告）日： | 2022-07-15 |
| 發明（設計）人： | 杜文莉;錢鋒;葉貞成;周釗;王新杰;彭鑫 | 申請（專利權）人： | 華東理工大學 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06Q10/06;G06Q10/04 |
| 代理公司： | 上海專利商標事務所有限公司 31100 | 代理人： | 徐迪;徐偉 |
| 地址： | 200237 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 工業 生產過程 全局 能耗 優化 方法 裝置 | ||
1.一種工業生產過程的全局能耗優化方法，其特征在于，包括以下步驟：
確定工業生產過程中涉及能源消耗的多個生產單元；
將各所述生產單元確定為能耗節點，并確定各所述生產單元的能耗模型；
將涉及約束限制的生產單元確定為約束節點，并確定所述涉及約束限制的生產單元的約束模型；以及
經由各所述節點之間能耗信息與約束信息的傳遞，進行各所述生產單元的分布式優化，以實現所述工業生產過程的總能耗的全局優化。
2.如權利要求1所述的全局能耗優化方法，其特征在于，所述經由各所述節點之間能耗信息與約束信息的傳遞，進行各所述生產單元的分布式優化，以實現所述工業生產過程的總能耗的全局優化的步驟包括：
根據各所述生產單元的局部決策變量xi，確定各所述生產單元的能耗目標函數fi(xi)；
根據各所述生產單元的能耗目標函數fi(xi)，確定所述總能耗的分布式優化函數以及
經由各所述節點之間的通信，基于所述分布式優化函數對各所述生產單元進行所述約束限制下的分布式優化，以降低所述工業生產過程的總能耗。
3.如權利要求2所述的全局能耗優化方法，其特征在于，在進行各所述生產單元的分布式優化之前，所述全局能耗優化方法還包括以下步驟：
對各所述生產單元進行靈敏度分析，以確定各所述生產單元的局部決策變量xi。
4.如權利要求3所述的全局能耗優化方法，其特征在于，所述局部決策變量xi包括所述生產單元的過程操作參數和/或原料流量。
5.如權利要求2所述的全局能耗優化方法，其特征在于，所述約束限制包括局部變量范圍約束、生產單元之間的可分耦合等式約束和/或生產單元的額定工作約束，其中，
所述局部變量范圍約束包括其中，是局部決策變量xi的最小值，是局部決策變量xi的最大值，
所述可分耦合等式約束包括其中，hi是生產單元i與鄰居節點之間的耦合等式約束函數，
所述額定工作約束包括gc(xc)≤Wc，其中，gc(xc)是生產單元c的額定工作約束函數，xc是所述額定工作約束函數的局部決策變量，
6.如權利要求5所述的全局能耗優化方法，其特征在于，所述經由各所述節點之間的通信，基于所述分布式優化函數對各所述生產單元進行所述約束限制下的分布式優化，以降低所述工業生產過程的總能耗的步驟包括：
在每輪迭代開始前，經由各所示能耗節點及其鄰居約束節點的通信，獲取所述不可分約束信息并經由各所述能耗節點及其鄰居能耗節點的通信，獲取所述鄰居能耗節點的節點信息以確定各所述能耗節點的等式約束信息
使用對偶上升法更新各所述能耗節點的對偶變量以及
經由各所述能耗節點之間的互相通信，獲取各所述節點的鄰居節點的對偶變量，并在各所述節點內部使用梯度投影法及梯度下降法進行對偶變量更新：
其中，是原始變量，是輔助變量，是對偶變量。
7.如權利要求6所述的全局能耗優化方法，其特征在于，在進行所述對偶變量更新之后，所述全局能耗優化方法還包括以下步驟：
匯總所述約束節點的鄰居能耗節點的局部變量以確定所述約束節點的局部決策變量xc，并計算額定工作約束函數gc(xc)-Wc的值；以及
向所述約束節點的鄰居約束節點返回其是否滿足所述約束限制的判斷結果，以及所述額定工作約束函數的梯度
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