一种钢铁企业煤气优化调度装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种钢铁企业煤气优化调度装置，该调度装置与能源管理系统连接，所述的调度装置包括依次连接的煤气管理器、优化器和显示设备；煤气管理器利用企业的能源管理系统获得各工序煤气消耗量与生成量历史数据和煤气柜存量数据，对煤气当前时刻和未来时刻的生产量与消耗量进行预测；优化器基于上述预测数据，采用改进的分布估计算法对煤气分配进行优化，优化的原则是使煤气的放散量最低和购买量最少；显示设备显示优化器获得的煤气分配方案，供用户参考，进行合理地煤气分配。与现有技术相比，本发明专利技术具有降低煤气的放散量，减少煤气购买量等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种钢铁企业煤气优化调度装置，该调度装置与能源管理系统连接，所述的调度装置包括依次连接的煤气管理器、优化器和显示设备；煤气管理器利用企业的能源管理系统获得各工序煤气消耗量与生成量历史数据和煤气柜存量数据，对煤气当前时刻和未来时刻的生产量与消耗量进行预测；优化器基于上述预测数据，采用改进的分布估计算法对煤气分配进行优化，优化的原则是使煤气的放散量最低和购买量最少；显示设备显示优化器获得的煤气分配方案，供用户参考，进行合理地煤气分配。与现有技术相比，本专利技术具有降低煤气的放散量，减少煤气购买量等优点。【专利说明】一种钢铁企业煤气优化调度装置
本专利技术涉及一种煤气调度装置，尤其是涉及一种钢铁企业煤气优化调度装置。
技术介绍
钢铁是高能耗、高污染、高排放的行业。能源成本约占其制造成本的30%，充分利用煤气，降低放散率是节能减排的重要途径。钢铁企业涉及到很多工序，每个工序的煤气需求种类和需求量各不相同，一个工序在不同时刻的煤气需求量也是处于动态变化中的。由于煤气与工序之间的复杂关系，亟需一种装置协调二者的工作。该装置要求能够统筹整个煤气管理，具备完整的煤气分配掌控能力。在中国专利“钢铁企业焦炉煤气柜位预测平衡方法”(编号:CN102109837A)中，利用因素关联分析理论与数据驱动建模回归预测技术对钢铁企业焦炉煤气柜位进行预测。并且希望预测出的结果能够使调度人员提前了解煤气柜的变化态势，及时调节用户的煤气用量，减少煤气的放散量，提高煤气的利用率。但是该专利没有涉及到具体的调度方法，没有真正意义上地实现预测与调度的结合。在中国专利“一种钢铁企业能源仿真场景编制方法”(编号:CN102073951A)中，是通过模型构造，建立设备模型和产品模型，进行场景编制。该仿真力图能够再现钢铁企业的生产过程。希望能够用于通用的、可反映钢铁制品物质流变化、产品工艺、异常工况、设备检修的方法。但是该专利只是停留在可视化的程度上，并且更多地是关注工艺参数，生产工况的情况，并没有达到对煤气智能优化调度的目的。在中国专利“一种冶金企业副产煤气离线分析在线调度方法”(编号:CN102915006A)。该调度方法有一个数据收集服务器与煤气产销管理系统连接，该数据服务器能够根据已经建立好的数学预测模型和调度模型进行在线优化调度。这是一种离线分析在线调度方法。但是该调度方法只是考虑到怎样使煤气放散量最小，而并没有考虑到煤气购买成本，并且该专利所采用的单纯形方计算方法，容易陷入无解的困局。最重要的是，该专利只是基于当前时刻的预测值对煤气进行调度，而没有考虑到下一个时刻的煤气盈余情况。这样若是将当前时刻的盈余的煤气存入对应的煤气柜，而下一个时刻该煤气也盈余而其他煤气却存在不足现象，又将不得不将该煤气放散到大气中，同时其他煤气又处于不足状态。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种钢铁企业煤气优化调度装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种钢铁企业煤气优化调度装置，该调度装置与能源管理系统连接，其特征在于，所述的调度装置包括依次连接的煤气管理器、优化器和显示设备；煤气管理器利用企业的能源管理系统获得各工序煤气消耗量与生成量历史数据和煤气柜存量数据，对煤气当前时刻和未来时刻的生产量与消耗量进行预测；优化器基于上述预测数据，采用改进的分布估计算法对煤气分配进行优化，优化的原则是使煤气的放散量最低和购买量最少；显示设备显示优化器获得的煤气分配方案，供用户参考，进行合理地煤气分配。所述的优化器基于上述预测数据，采用改进的分布估计算法对煤气分配进行优化具体为:以煤气放散量和购买量最低为最终优化目标，在满足工艺约束的前提下，对工序进行优先级定义，然后先对煤气进行初始分配，初始分配的原则是按照工序的优先级，以尽量消耗焦炉煤气和转炉煤气为原则，以满足工序的最低热量要求为基准，最后对煤气进行二次分配，该分配属于按需分配，迭代分配，利用改进的分布估计算法调节各个工序的煤气分配量。所述的工序进行优先级定义具体为:工序排序时首先要将煤气消耗结构不可调的工序优先排序，其次要以消耗焦炉煤气的工序优先，再次以消耗转炉煤气的工序优先。所述的先对煤气进行初始分配具体为:以满足工序的最低热量需求为原则，首先分配焦炉煤气，遍历与焦炉煤气相关的工序，直到焦炉煤气分配完，一旦焦炉煤气分配完就进入了转炉煤气的分配，同样遍历与转炉煤气相关的工序，直到完全地将转炉煤气分配完之后，最后对高炉煤气做同样的操作。所述的对煤气进行二次分配具体为:I)确定当前时刻的煤气方配方案与下一个时刻的煤气柜存量的关系；2)设置一组待求解变量data []；3)确定优化目标，包括放散量最低和煤气购买量最少；4)采用改进的分布估计算法进行分配，即将寻优过程分为两个层次，均匀划分整个解区间，用分散搜索指引种群进化方向，根据分散搜索算法产生出的区间产生子代，用直方图模型重新统计群体概率。所述的确定当前时刻的煤气方配方案与下一个时刻的煤气柜存量的关系具体为:I)若是下一个时刻有煤气盈余,则上一个时刻要尽量将煤气柜置空去满足下一个时刻煤气的存储需求；2)若是下一个时刻煤气存在不足的情况，则当前时刻就要尽量预留对应的煤气在煤气柜里，以满足下一个时刻可能存在的煤气不足情况。所述的待求解变量具体包括高炉煤气与焦炉煤气等价交换的量、高炉煤气与转炉煤气等价交换的量、焦炉煤气和转炉煤气等价交换的量、三种煤气分别提供给具有相应的连通方式的工序的再消耗量、三种煤气分别提供给具有相应连通方式的工序的缺失量以及下一个时刻高炉煤气与焦炉煤气等价交换的量、高炉煤气与转炉煤气等价交换的量、焦炉煤气和转炉煤气等价交换的量。所述的采用改进的分布估计算法进行分配具体为建立种群空间，在空间中划分等距区间，每个区间都有自己对应的概率，这个概率表征为出现优秀个体的概率，通过每个区间的概率来评定参考集中的成员，本算法设有两个参考集，优解参考集以及多样性好的参考集，通过分别从两个参考集中分别随机选出的区间经过遗传算子的计算，生成一个区间号，再从这个区间中随机生成一个数形成下一代，下一代经过计算，又重新更新概率，更新参考集成员，如此不断重复直到满足结束条件，结束条件为到达设定的迭代数；1)初始化种群建立空间以及区间的初始状态，根据工序和煤气的关系以及系统的数学描述，设定属性值为需要求解的变量data□，将整个搜索域划分为N个等距区间，初始化每个区间的概率为1/N，设定种群规模为size个，在搜索空间中随机生成第一代；2)参数更新，根据生成的解计算相应的适应度值g(Xk)【权利要求】1.一种钢铁企业煤气优化调度装置，该调度装置与能源管理系统连接，其特征在于，所述的调度装置包括依次连接的煤气管理器、优化器和显示设备；煤气管理器利用企业的能源管理系统获得各工序煤气消耗量与生成量历史数据和煤气柜存量数据，对煤气当前时刻和未来时刻的生产量与消耗量进行预测；优化器基于上述预测数据，采用改进的分布估计算法对煤气分配进行优化，优化的原则是使煤气的放散量最低和购买量最少；显示设备显示优化器获得的煤气分配方案，供用户参考，进行合理地煤气分配。2.根据权利要求1所述的一种钢铁企业煤气优化调度装置，其特征在于，所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢铁企业煤气优化调度装置，该调度装置与能源管理系统连接，其特征在于，所述的调度装置包括依次连接的煤气管理器、优化器和显示设备；煤气管理器利用企业的能源管理系统获得各工序煤气消耗量与生成量历史数据和煤气柜存量数据，对煤气当前时刻和未来时刻的生产量与消耗量进行预测；优化器基于上述预测数据，采用改进的分布估计算法对煤气分配进行优化，优化的原则是使煤气的放散量最低和购买量最少；显示设备显示优化器获得的煤气分配方案，供用户参考，进行合理地煤气分配。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉，吴启迪，乔非，李娜，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：