[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

本發明提供了一種工業生產過程的全局能耗優化方法、裝置及計算機可讀存儲介質。所述全局能耗優化方法包括以下步驟：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。通過執行這些步驟，所述全局能耗優化方法能夠簡化優化模型的結構、降低優化的建模難度，并提升工業生產過程的優化效率及實時性。

技術領域

本發明涉及工業生產過程的優化技術，尤其涉及一種工業生產過程的全局能耗優化方法、一種工業生產過程的全局能耗優化裝置，以及一種計算機可讀存儲介質。

背景技術

現代工業逐漸向大規模、精細化方向發展，對高效、節能、高質生產提出了更高要求。根據相關戰略要求，提高我國連續型工業制造的優化運行水平，實現工業全流程生產優化迫在眉睫。

連續型工業生產如石油、化工等，通常是由多個工業裝置組成的生產工序，其功能是將原料加工為下道工序所需要的中間產品，再由多個生產工序構成了全流程生產線。然而，連續型工業通常具有多個生產裝置，其生產工藝具有流程長，規模大，生產條件復雜，操作變量彼此耦合等特點。在對連續型工業生產的生產流程進行優化時，傳統的集中式優化方法面臨模型復雜、收斂困難等問題。

為了克服現有技術存在的上述問題，本領域亟需一種工業生產過程的優化技術，用于簡化優化模型的結構、降低優化的建模難度，并提升工業生產過程的優化效率及實時性。

發明內容

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之前序。

為了克服現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種工業生產過程的全局能耗優化方法、一種工業生產過程的全局能耗優化裝置，以及一種計算機可讀存儲介質，能夠簡化優化模型的結構、降低優化的建模難度，并提升工業生產過程的優化效率及實時性。

具體來說，本發明的第一方面提供的上述工業生產過程的全局能耗優化方法包括以下步驟：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。

進一步地，在本發明的一些實施例中，所述經由各所述節點之間的全局優化，進行各所述生產單元的分布式優化，以降低所述工業生產過程的總能耗的步驟包括：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f_i(xⁱ)；根據各所述生產單元的能耗目標函數f_i(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。

進一步地，在本發明的一些實施例中，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。

進一步地，在本發明的一些實施例中，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。