[发明专利]一种降低生产用电成本的热轧优化调度方法

说明书

本发明公开了一种降低生产用电成本的热轧优化调度方法，包括以下步骤：加载分时电价费率数据、轧制速度设定数据和待排产的板坯数据；确定最小化生产用电成本的热轧优化调度的目标函数和约束条件；批量计划编制、轧制单元待产时间和轧制速度信息的混合染色体编码；确定混合染色体编码的选择、交叉、变异算子及其操作；执行非支配排序多目标遗传算法优化热轧调度目标函数；解集的多目标决策及推荐方案输出。本发明在批量计划编制时同步构造与电价时段相适应的生产负荷单元，通过合理安排轧制单元待产时间以及调整板坯的轧制速度进行生产负荷的时间转移，以错峰和避峰生产方式组织生产，优化相邻板坯间惩罚值和生产用电成本，促进了用电负荷削峰。

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种降低生产用电成本的热轧优化调度方法。

背景技术

钢铁行业是我国十大重点能耗行业之首，由于电力成本居高不下，钢铁生产节能降耗需求迫切。作为钢铁生产的关键工序，热轧过程能耗较大且可调度性强，是节能降耗重点关注环节，特别在考虑峰值负荷管理和分时电价下的分时段电力负荷管理时，热轧生产的优化调度对于实现负荷优化分配和降低电力成本尤为重要。

热轧生产调度主要通过批量计划进行组织，批量计划编制结果直接影响产品质量、生产效率、生产成本等。考虑分时电价环境，通过批量计划编制优化降低生产用电成本在已有的文献和技术实现中均有涉及。以热轧生产过程为对象实施经济负荷调度，在批量计划编制时，同步构造与电价时段相适应的生产负荷单元，在轧制生产能力裕量下安排轧制生产的待产时间进行自身生产负荷的时间转移，以错峰和避峰生产方式组织生产，可以节约生产用电成本并促进用电负荷削峰。

值得注意的是，轧制速度对轧机负荷影响很大，在考虑分时电价的情况下，轧机负荷对用电成本的影响同样很大。在保证生产考虑轧制生产节奏的前提下，对轧制速度在一定的裕量范围内进行调节，可以进一步节约生产用电成本并促进用电负荷削锋。分时电价环境下，如何考虑热轧批量计划编制、轧制待产时间、轧制速度调节之间的作用关系，并通过一体化的热轧优化调度降低生产用电成本还缺乏有效的方法，有待研究和实现。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种通过一体化的批量计划编制、轧制单元待产时间分配和轧制速度调节，以错峰和避峰生产方式组织生产的降低生产用电成本的热轧优化调度方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种降低生产用电成本的热轧优化调度方法，包括以下步骤：

步骤一：加载分时电价费率数据、轧制速度设定数据和待排产的板坯数据；

步骤二：确定最小化生产用电成本的热轧优化调度的目标函数和约束条件；

步骤三：批量计划编制、轧制单元待产时间和轧制速度信息的混合染色体编码；

步骤四：确定混合染色体编码的选择、交叉、变异算子及其操作；

步骤五：执行非支配排序多目标遗传算法优化热轧调度目标函数；

步骤六：解集的多目标决策及推荐方案输出。

上述降低生产用电成本的热轧优化调度方法，所述步骤一中，分时电价费率数据表示为π_j，即电价时段j的电价，其中j∈T，T为电价时段集合，T＝{1,2,…,t}，t为一个电价费率周期划分的电价时段个数；轧制速度设定数据表示为V'＝{v₁',v'₂,…,v_t'}，v'_j为电价时段j设置的轧制速度。

上述降低生产用电成本的热轧优化调度方法，所述步骤二中，所述目标函数为：

①最小化相邻板坯间宽度、厚度、硬度跳变惩罚值的目标函数为：

②最小化生产用电成本的目标函数为：