应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，属于钢铁企业能源优化领域，硬件包括应用服务器、数据库服务器以及客户端PC机；应用服务器和数据库服务器通过网线连接到交换机，交换机与各客户端PC机的路由器连接，实现客户端和服务端通讯。软件包括客户端软件和服务端软件两部分；客户端软件包括部署的基础配置模块和多场景煤气调配模块；应用服务器端部署数据库通讯模块、数据处理模块、工况合并模块、煤气供需计算模块以及煤气优化调配模块。数据库服务器运行关系数据库，用于各种数据和工况信息。本发明专利技术把人的经验、调配规则和煤气优化调配模型结合起来，通过结果评价及迭代调整不断优化检修计划和煤气平衡计划的最佳匹配。划的最佳匹配。划的最佳匹配。

【技术实现步骤摘要】
应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统


[0001]本专利技术属于钢铁企业能源优化
，具体是一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统。

技术介绍

[0002]钢铁企业的煤气属于回收的能源介质，是钢铁企业的主要燃料，包括高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气。煤气消耗占企业总能耗的很大比例，一个钢铁企业煤气产量的高低及供需平衡程度对这个企业的产品成本和能源消耗影响极大。
[0003]钢铁企业生产中常常因为回收设备检修或者停机，导致煤气资源处于紧张或者不足状态；有时候产线检修，也会导致煤气放散。相对于煤气放散而言，煤气不足情况下的调配更为关键。
[0004]合理的检修或停机计划，对于煤气资源的优化调配至关重要，因此如何更好的协调生产和煤气资源回收，减少外购和放散，做到生产和煤气供需平衡的计划性匹配尤为关键。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，基于人机交互、调度规则，以及结合优化模型，针对钢铁行业多工况场景下煤气资源的调配问题，为钢铁企业煤气计划及调度人员提供一套工况场景设置、优化调配和方案评价的煤气优化调配系统。
[0006]所述的多场景煤气优化调配系统硬件上包括应用服务器、数据库服务器以及客户端PC机；
[0007]应用服务器和数据库服务器通过网线连接到交换机，交换机经过防火墙与各客户端PC机的路由器连接，实现客户端和服务端通讯。
[0008]客户端PC机上部署基础配置模块和多场景煤气调配模块；
[0009]基础配置模块包括：单元配置模块、单元输入输出配置模块和工况类型配置模块；
[0010]具体配置流程及配置信息如下：
[0011]首先进行单元配置，包括配置煤气介质发生、消耗单元及单元的层级归属情况；
[0012]其次进行单元输入输出配置，包括配置各单元各种煤气介质的发生、消耗类型、正常状态小时经验值、单位、最大值和最小值；
[0013]最后进行工况类型配置，包括配置各煤气回收、消耗单元的常见工况类型、不同工况下煤气回收、消耗影响量、和其他参量的关系计算公式、开始影响滞后时间、以及结束影响滞后时间。
[0014]多场景煤气调配模块包括：场景组态模块、煤气平衡结果展示模块和煤气平衡方案评价模块；
[0015]具体调配的过程如下：
[0016]首先在客户端场景组态模块，配置各种工况信息，每一个工况都表现为甘特图中一个甘特条，通过拖拽调整工况发生的时间范围和时间长度；然后通过触发煤气优化调配按钮，调用服务端工况合并模块、煤气供需计算模块、煤气优化调配模块按顺序进行煤气优化计算，并优化数据结果，通过数据处理模块进行统计汇总后，在客户端煤气平衡结果展示模块进行展示。
[0017]在客户端煤气平衡方案评价模块对煤气优化调配结果进行评价，如果用户满意，则点击保存按钮进行方案保存，如果不满意，则修改工况组态情况或者用户调配规则，重新进行煤气优化调配计算。
[0018]应用服务器端部署数据库通讯模块、数据处理模块、工况合并模块、煤气供需计算模块以及煤气优化调配模块。
[0019]具体的调配流程包括以下几个步骤：
[0020]步骤I、把煤气用户分为刚性用户和可调用户；
[0021]其中，刚性用户分为单一煤气用户和单一可替换用户；可调用户分为混合煤气用户和缓冲用户。
[0022]步骤II、根据当前时段工况计算转炉煤气回收量及刚性用户需求量，并进一步判断是否转炉煤气平衡，如果转炉煤气不足，则优先考虑高炉煤气、焦炉煤气合成转炉煤气，否则多余转炉煤气供混合煤气用户使用。
[0023]步骤III、根据当前时段工况计算焦炉煤气回收量、刚性用户消耗量和扣除合成转炉煤气量，进一步判断焦炉煤气是否平衡，如果焦炉煤气不足，则判断是否存在可用焦炉煤气或高炉煤气的单一可替换用户，如果存在，则可置换用户用高炉煤气置换出焦炉煤气，否则按照焦炉煤气用户优先级调整用户需量；如果焦炉煤气多余，则进入步骤V，将多余焦炉煤气参与混合煤气优化分配流程。
[0024]步骤IV、根据当前时段工况计算高炉煤气回收量、刚性用户消耗量和扣除合成转炉煤气量，进一步判断高炉煤气是否平衡，如果高炉煤气不足，则判断是否存在可用焦炉煤气或高炉煤气的单一可替换用户，如果存在，则可置换用户用焦炉煤气置换出高炉煤气，否则按照高炉煤气用户优先级调整用户需量；如果高炉煤气多余，则进入步骤V，将多余高炉煤气参与混合煤气优化分配流程。
[0025]步骤V、将高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气按照优先级满足刚性用户需求分配以后，余量参与混合煤气用户分配。
[0026]在转炉煤气用户量有限，不存在缓冲用户的情况下，优先分配转炉煤气，转炉煤气分配完毕，按照如下公式，计算高炉煤气和焦炉煤气用户需量：
[0027]Q
bfg
×
P
bfg
+Q
cog
×
P
cog
＝(Q
mg
‑
Q
ldg
)
×
P
mg
[0028]Q
bfg
+Q
cog
＝(Q
mg
‑
Q
ldg
)
[0029]其中Q
bfg
表示高炉煤气需量，Q
cog
表示焦炉煤气需量，Q
ldg
表示转炉煤气需量，Q
mg
表示混合煤气需量，P
bfg
表示高炉煤气热值，P
cog
表示焦炉煤气热值，P
mg
表示混合煤气热值。
[0030]按照高炉煤气和焦炉煤气需量计算结果，如果高炉煤气不足，则判断是否高炉煤气可置换，如果可以，则用高炉煤气置换用户置换出高炉煤气，如果不可以或者置换后出现焦炉煤气不足的情况，则引入天然气进行配比优化计算；
[0031]如果焦炉煤气不足，判断是否焦炉煤气可置换，如果可以，则用高炉煤气置换用户
置换出焦炉煤气，如果不可以或者置换后出现高炉煤气不足的情况，则引入天然气进行配比优化计算。
[0032]引入天然气进行配比优化计算的模型如下：
[0033]目标函数为剩余煤气惩罚值J最小化：
[0034][0035]其中R
i
为第i种煤气剩余可用量，Q
i
为第i种煤气供给混合煤气站用户用量，A
i
为第i种煤气的惩罚值，按照转炉煤气、焦炉煤气、高炉煤气和天然气的顺序由大到小设置。n表示参与计算的煤气种类。
[0036]约束条件如下：
[0037][0038][0039]Q
i
≤R
i
[0040]P
i
为第i种煤气热值；
[0041]步骤VI、缓冲用户按照能源平衡计算煤气需量，根据余量，按照用户优先级进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，其特征在于，具体包括硬件上的应用服务器、数据库服务器以及客户端PC机；应用服务器和数据库服务器通过网线连接到交换机，交换机经过防火墙与各客户端PC机的路由器连接，实现客户端和服务端通讯；客户端PC机上部署基础配置模块和多场景煤气调配模块；应用服务器端部署数据库通讯模块、数据处理模块、工况合并模块、煤气供需计算模块以及煤气优化调配模块；数据库服务器运行关系数据库，关系数据库用于存储单元配置数据、输入输出配置数据和工况信息。2.如权利要求1所述的一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，其特征在于，所述的基础配置模块包括：单元配置模块、单元输入输出配置模块和工况类型配置模块；具体配置流程及配置信息如下：首先进行单元配置，包括配置煤气介质发生、消耗单元及单元的层级归属情况；其次进行单元输入输出配置，包括配置各单元各种煤气介质的发生、消耗类型、正常状态小时经验值、单位、最大值和最小值；最后进行工况类型配置，包括配置各煤气回收、消耗单元的常见工况类型、不同工况下煤气回收、消耗影响量、和其他参量的关系计算公式、开始影响滞后时间、以及结束影响滞后时间。3.如权利要求1所述的一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，其特征在于，所述的多场景煤气调配模块包括：场景组态模块、煤气平衡结果展示模块和煤气平衡方案评价模块；具体调配的过程如下：首先在客户端场景组态模块，配置各种工况信息，每一个工况都表现为甘特图中一个甘特条，通过拖拽调整工况发生的时间范围和时间长度；然后通过触发煤气优化调配按钮，调用服务端工况合并模块、煤气供需计算模块、煤气优化调配模块按顺序进行煤气优化计算，并优化数据结果，通过数据处理模块进行统计汇总后，在客户端煤气平衡结果展示模块进行展示；在客户端煤气平衡方案评价模块对煤气优化调配结果进行评价，如果用户满意，则点击保存按钮进行方案保存，如果不满意，则修改工况组态情况或者用户调配规则，重新进行煤气优化调配计算。4.如权利要求1所述的一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，其特征在于，所述的煤气优化调配模块具体的调配流程包括以下几个步骤：步骤I、把煤气用户分为刚性用户和可调用户；其中，刚性用户分为单一煤气用户和单一可替换用户；可调用户分为混合煤气用户和缓冲用户；步骤II、根据当前时段工况计算转炉煤气回收量及刚性用户需求量，并进一步判断是否转炉煤气平衡，如果转炉煤气不足，则优先考虑高炉煤气、焦炉煤气合成转炉煤气，否则多余转炉煤气供混合煤气用户使用；步骤III、根据当前时段工况计算焦炉煤气回收量、刚性用户消耗量和扣除合成转炉煤
气量，进一步判断焦炉煤气是否平衡，如果焦炉煤气不足，则判断是否存在可用焦炉煤气或高炉煤气的单一可替换用户，如果存在，则可置换用户用高炉煤气置换出焦炉煤气，否则按照焦炉煤气用户优先级调整用户需量；如果焦炉煤气多余，则进入步骤V，将多余焦炉煤气参与混合煤气优化分配流程...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁青艳，李文兵，盛刚，
申请(专利权)人：中国钢研科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：