一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法及系统，包括：获取炼钢企业的转炉精炼阶段各影响因素值；基于所述各影响因素值带入预先构建的电能能耗调节模型中，得到所述转炉精炼的电能能耗值；其中，所述电能能耗调节模型是基于电能能耗最小为目标，并由精炼中各影响因素的概率分布确定各影响因素的约束条件构建的。本发明专利技术此案有预先构建的电能能耗调节模型，可以快速准确的预估精炼炉的电能能耗值。能能耗值。能能耗值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法及系统


[0001]本专利技术涉及电能能耗调节领域，具体涉及一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法及系统。

技术介绍

[0002]随着社会、经济的不断发展，电力需求持续攀升，电力网络发展和供电服务质量面临更加严峻的挑战。风电、光伏等新能源发电的推广和使用，加剧了用电高峰期电网供需两侧的不平衡现象，从而威胁电网可靠性。需求侧资源因其具有灵活性、经济性等特征已逐渐成为了促进供需平衡和电网稳定的重要手段之一。随着智能电网的快速发展，可以通过双向互动的智能量测技术处理负荷数据、优化调度负荷，为电力系统提供调峰、调频、备用等辅助服务。
[0003]工业作为电能能耗最多的产业，具有巨大的调节潜能，值得深入研究。工业负荷种类众多、差异巨大，针对不同的行业都需要构建不同的电能能耗数学模型，带来了巨大的工作量。现有的针对工业负荷电能可调模型的研究相对较少，也缺乏针对某一特定行业的具体的电能能耗调节模型的构建，使得工业负荷可调潜力预测的准确度较低，进而难以准确计算其具体可调容量，造成了需求响应项目执行困难，是目前负荷侧调节最需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中不能对工业负荷可调潜力进行准确预测的问题，本专利技术提供了一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法，包括：
[0005]获取炼钢企业的转炉精炼阶段各影响因素值；
[0006]基于所述各影响因素值带入预先构建的电能能耗调节模型中，得到所述转炉精炼的电能能耗值；
[0007]其中，所述电能能耗调节模型是基于电能能耗最小为目标，并由精炼中各影响因素的概率分布确定各影响因素的约束条件构建的。
[0008]优选的，所述电能能耗调节模型的构建包括：
[0009]基于所述炼钢企业的转炉精炼阶段就位温度、离位温度和等待时间的影响因素的历史值构建概率密度函数，以各影响因素的最大概率值作为精炼炉的就位温度、离位温度和等待时长；
[0010]由所述就位温度、离位温度和等待时长结合功率计算式和工作时长计算式计算功率和时长；
[0011]由所述功率、所述时长和获取的保温系数构建目标函数；
[0012]为所述目标函数设置设备约束；
[0013]由所述设备约束和所述目标函数构建电能能耗调节模型；
[0014]其中，所述时长包括：精炼炉工作时长、等待时长和急停时长。
[0015]优选的，所述目标函数如下式所示：
[0016][0017]式中，E为当前炉精炼能耗；η为保温系数；P1为精炼炉精炼时的功率；t1为精炼炉工作时长；P2为精炼炉等待功率；t2为精炼炉等待时长；P3为精炼炉急停功率；t3为精炼炉急停时长。
[0018]优选的，所述精炼炉精炼时的功率P1如下式所示：
[0019][0020]式中，k
1w
为精炼炉精炼时工作档位，P
w
精炼炉第w档位的功率。
[0021]优选的，所述精炼炉工作时长按下式计算：
[0022][0023]式中，t1为精炼炉工作时长，k
up
和k
down
分别为精炼炉温升速率和降温速率，T
work
为精炼炉的预定工作温度，T
in
为精炼炉的就位温度；T
out
为精炼炉的离位温度；t
k
为精炼炉除钢水进炉的升温时间和出钢的降温时间之外的精炼时间。
[0024]优选的，所述精炼炉急停时长t3按下式计算：
[0025]t2＝t
h
‑
t1‑
t3；
[0026]式中，t
h
为精炼炉次精炼任务的规划时长。
[0027]优选的，所述设备约束包括：档位约束、延时与急停降低允许降低的总能量约束和短时间内的急停时长约束。
[0028]优选的，所述档位约束如下式所示：
[0029][0030]式中，k
iw
为精炼炉精炼时第i状态对应的工作档位,n为档位数量。
[0031]优选的，所述延时与急停允许降低的总能量约束如下式所示：
[0032]P2t2+P3t3≤ΔE；
[0033]式中，ΔE表示允许降低的总能量，P2为精炼炉等待功率；t2为精炼炉等待时长；P3为精炼炉急停功率；t3为精炼炉急停时长。
[0034]基于同一专利技术构思本专利技术还提供了一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节系统，包括：
[0035]获取模块，用于获取炼钢企业的转炉精炼阶段各影响因素值；
[0036]能耗计算模块，用于基于所述各影响因素值带入预先构建的电能能耗调节模型中，得到所述转炉精炼的电能能耗值；
[0037]其中，所述电能能耗调节模型是基于电能能耗最小为目标，并由精炼中各影响因素的概率分布确定各影响因素的约束条件构建的。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0039]1、本专利技术提供了一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法，包括：获取炼钢企业的转炉精炼阶段各影响因素值；基于所述各影响因素值带入预先构建的电能能耗调节模
型中，得到所述转炉精炼的电能能耗值；其中，所述电能能耗调节模型是基于电能能耗最小为目标，并由精炼中各影响因素的概率分布确定各影响因素的约束条件构建的。本专利技术此案有预先构建的电能能耗调节模型，可以快速准确的预估精炼炉的电能能耗值。
[0040]2、本专利技术通过精炼中各影像因素的概率分布确定影响因素的值，提高了精确度。
附图说明
[0041]图1为本专利技术一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法的示意图。
具体实施方式
[0042]实施例1：
[0043]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法，如图1所示，包括：
[0044]步骤1，获取炼钢企业的转炉精炼阶段各影响因素值；
[0045]步骤2，基于所述各影响因素值带入预先构建的电能能耗调节模型中，得到所述转炉精炼的电能能耗值；
[0046]其中，所述电能能耗调节模型是基于电能能耗最小为目标，并由精炼中各影响因素的概率分布确定各影响因素的约束条件构建的。
[0047]在步骤1之前还包括：
[0048]根据炼钢企业转炉炼钢、精炼和连铸的工艺流程，分析三个工艺流程的电能能耗调节特性，提出精炼环节具有最佳调节潜力，构建精炼环节的电能能耗约束条件，从生产实际操作出发，建立精炼环节电能能耗调节模型。具体步骤包括：
[0049](1)按照时序划分炼钢企业工作环节：
[0050]根据炼钢企业实际工艺流程，将炼钢企业划分为三个工作环节，分别为转炉炼钢、精炼和连铸；
[0051](2)分析炼钢企业各环节调节潜力：
[0052]根据钢铁企业转炉炼钢、精炼和连铸三个环节的实际工作状态、流程安排、工艺成本和生产要求，分析各个生产环节的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于炼钢企业负荷的电能能耗调节方法，其特征在于，包括：获取炼钢企业的转炉精炼阶段各影响因素值；基于所述各影响因素值带入预先构建的电能能耗调节模型中，得到所述转炉精炼的电能能耗值；其中，所述电能能耗调节模型是基于电能能耗最小为目标，并由精炼中各影响因素的概率分布确定各影响因素的约束条件构建的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电能能耗调节模型的构建包括：基于所述炼钢企业的转炉精炼阶段就位温度、离位温度和等待时间的影响因素的历史值构建概率密度函数，以各影响因素的最大概率值作为精炼炉的就位温度、离位温度和等待时长；由所述就位温度、离位温度和等待时长结合功率计算式和工作时长计算式计算功率和时长；由所述功率、所述时长和获取的保温系数构建目标函数；为所述目标函数设置设备约束；由所述设备约束和所述目标函数构建电能能耗调节模型；其中，所述时长包括：精炼炉工作时长、等待时长和急停时长。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标函数如下式所示：式中，E为当前炉精炼能耗；η为保温系数；P1为精炼炉精炼时的功率；t1为精炼炉工作时长；P2为精炼炉等待功率；t2为精炼炉等待时长；P3为精炼炉急停功率；t3为精炼炉急停时长。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述精炼炉精炼时的功率P1如下式所示：式中，k
1w
为精炼炉精炼时工作档位，P
w
精炼炉第w档位的功率。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述精炼炉工作时长按下式计算：式中，t1为精炼炉工作时长，k
up
和k
down

【专利技术属性】
技术研发人员：陆颖杰，郑庆荣，赵建立，汤卓凡，向佳霓，王桂林，陈珂，王隗东，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：