一种钢铁企业多能源介质集成调度优化方法技术

本发明专利技术适用于钢铁企业能源调度技术领域，提供了一种钢铁企业多能源介质集成调度优化方法，包括：获取钢铁企业能源系统网络拓扑结构及除煤气、蒸汽和电力各子系统中可调度的关键设备和其它公辅设备之外各主要生产工序及设备在未来多个调度周期内对煤气、蒸汽和电力三种能源介质的需求量和产生量信息；建立煤气子系统的调度子模型J1；建立蒸汽子系统的调度子模型J2；建立电力子系统的调度子模型J3；建立钢铁企业多能源介质多周期集成优化调度模型为：MinJ＝J1+J2+J3，其约束条件为各个子系统需分别满足的所述约束条件的总和；求解优化调度结果，从综合调度和全局优化的角度给出了多能源介质集成优化调度的技术方案，对具体实践的指导意义明确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁企业能源调度
，尤其涉及一种钢铁企业多能源介质集成 调度优化方法。
技术介绍
钢铁工业是国民经济的基础性支柱产业，同时又是资源、能源密集型产业。能源消 耗是决定钢铁工业生产成本和利润的重要因素，也是影响环境负荷的主要原因。一方面，钢 铁企业生产流程长，工序、设备繁多，各工序间相互衔接，且每种工序、设备都与多种能源介 质关联；另一方面，钢铁企业需要用到的能源种类超过20种，这些能源介质不仅各自存在 产耗、储存、缓冲和输配等多种形态，而且相互之间有着复杂的转换、替代等关联关系，这都 使得整个钢铁企业能源系统网络结构紧密耦合、错综复杂。因此，对钢铁企业能源系统的研 究具有理论和现实两方面的重要意义。 近年来，国内外研究人员已经在钢铁企业能源系统研究工作中取得了许多成果， 大致可归为能源预测及能源平衡、调度两个方向。其中，能源平衡、调度的研究成果主要集 中在煤气或蒸汽等单一能源介质系统中，而综合考虑多种能源介质的耦合关系并实施优化 调度的成果还不多见。文献（孙彦广.钢铁企业能量流网络信息模型及多种能源介质动态 调控[C].香山科学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢铁企业多能源介质集成调度优化方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，获取钢铁企业能源系统网络拓扑结构及除煤气、蒸汽和电力各子系统中可调度的关键设备和其它公辅设备之外各主要生产工序及设备在未来多个调度周期内对煤气、蒸汽和电力三种能源介质的需求量和产生量信息；步骤2，建立煤气子系统的调度子模型为：并确定所述煤气子系统的调度子模型的约束条件包括煤气平衡约束、煤气子系统中各单元设备的工艺约束，以及除煤气柜消耗的煤气数量之外的变量的非负约束；所述煤气子系统中的单元设备包含煤气混合站、加压站、煤气柜和放散塔；其中，为煤气放散惩罚；progas为将剩余的煤气作为商品煤气外售而产生的收益；步骤3，建立蒸...

【技术特征摘要】
1. 一种钢铁企业多能源介质集成调度优化方法，其特征在于，所述方法包括： 步骤1，获取钢铁企业能源系统网络拓扑结构及除煤气、蒸汽和电力各子系统中可调度 的关键设备和其它公辅设备之外各主要生产工序及设备在未来多个调度周期内对煤气、蒸 汽和电力三种能源介质的需求量和产生量信息； 步骤2,建立煤气子系统的调度子模型为：J1 = - /Was,并确定所述煤气子系统 的调度子模型的约束条件包括煤气平衡约束、煤气子系统中各单元设备的工艺约束，以及 除煤气柜消耗的煤气数量之外的变量的非负约束；所述煤气子系统中的单元设备包含煤气 混合站、加压站、煤气柜和放散塔； 其中，为煤气放散惩罚；Progas为将剩余的煤气作为商品煤气外售而产生的收 M; 步骤3,建立蒸汽子系统的调度子模型为： J2 +.細·+/^c；十声<;，确定所述蒸汽子系统的调度子模型的约 束条件包括：蒸汽平衡约束、蒸汽子系统各单元设备的工艺约束和所有变量的非负约束； 其中，buyf?为锅炉外购燃料的费用，用于计算燃煤锅炉或掺烧煤气锅炉在煤气之外其 他燃料的费用；fecTt为锅炉给水费用；Ξ为蒸汽放散惩罚；外叫=为蒸汽降级使用惩 罚；buystm为外购蒸汽成本； 步骤4,建立电力子系统的调度子模型为：J3 =buyele-pr〇e1%确定所述电力子系统的调 度子模型的约束条件包括电力需求平衡约束、电力子系统中变量的非负约束和外购电量和 外售电量不能同时大于〇的约束； 其中，buy&为外购电力成本；pro+为电力富余时倒送返网带来的收益； 步骤5,建立钢铁企业多能源介质多周期集成优化调度模型为： MinJ=Ji+J2+J3，即其目标函数取为各个子系统的目标函数之和，其约束条件为各个子 系统需分别满足的所述约束条件的总和； 步骤6,根据所述钢铁企业多能源介质多周期集成优化调度模型求解优化调度结果。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中获取的钢铁企业能源系统网络 拓扑结构包括：各类能源介质管网信息，以及煤气、蒸汽和电力子系统中的可调度的关键设 备和其它公辅设备的单元设备信息。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中：式（1)为煤气子系统的目标函数，t为调度周期序号；j为煤气公辅设备序号，EMI为煤 气放散塔子集；i为煤气介质序号，GAS为煤气介质集合，包含所有的单一煤气和混合煤气； |Γ为煤气i的放散价格，单位为CNY/kNm3,CT为设备j在周期t内煤气i的消耗量，单 位为kNm3/h; 为煤气i的外售价格，单位为CNY/kNm3, 5Γ为在周期t内煤气i的外售 量，单位为kNm3/h; 式（2)为煤气平衡约束，即每种煤气介质i在调度周期t内的供需平衡，具体为煤气i在周期t内的预测产生量cr与煤气公辅设备的产生量之和，减去煤气公辅设备的消 耗量X=和锅炉的消耗量〇以及煤气的外售量SisT，等于该煤气的预测需求量ΑΓIm为锅炉序号，BOI为锅炉集合； 式（3)?（11)为煤气子系统中各个单元设备的工艺约束条件： 式（3)?（6)为煤气混合站的工艺约束，MIX为煤气混合站子集，i2为混合站的2 种输入煤气介质序号，i'为其输出的混合煤气序号；式（3)为能量平衡约束，Afi为煤气i的热值，单位为GJ/kNm3,相应地，、Λ,Γ和/|广分别为混合站的输入煤气介质h、i2和输 出煤气介质i'的热值，-CL.Cl和.itZ.分别为对应的消耗量或产生量；式（4)为物料平 衡约束；式（5)为混合能力约束，为煤气混合站的混合能力上限，单位为kNm3/h;式（6) 为混合配比约束，《7和《厂分别为煤气混合站j的混合配比上限和下限； 式（7)?（8)为煤气加压站的工艺约束，PRE为煤气加压站子集，i和i'分别为加压 站入口和出口煤气介质序号；式（7)为加压站的物料平衡约束，为加压站入口煤气消 耗量，为加压站出口煤气产生量；式（8)为加压能力约束，为煤气加压站的加压能 力上限，单位为kNm3/h; 式（9)?（10)为煤气柜的工艺约束，HLD为煤气柜子集；式（9)为煤气柜柜位约束，C6为煤气吞吐量，T为调度周期的时间长度，单位为h，为煤气柜j在上一周期t-1 末的柜位，单位为kNm3,FTx和Ff1分别为煤气柜j的可用柜位上限和下限，单位为kNm3 ; 式（10)为煤气柜吞吐能力约束，Vf5为煤气柜j的吞吐能力上限，单位为kNmVh; 式（11)为煤气放散塔的放散能力约束，EMI为煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾亮，梁小兵，欧燕，叶理德，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42