[发明专利]一种钢铁企业煤气优化调度装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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：

1)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：