[发明专利]钢铁企业电热气综合能源系统协同优化调度方法及系统

说明书

本发明公开一种钢铁企业电热气综合能源系统协同优化调度方法及系统，涉及综合能源系统协同优化调度领域，方法包括：根据生产调度计划得到能源消耗预测量；基于电热气多能流网络拓扑结构以及能源消耗预测量，以钢铁生产的运行成本和碳排放最小为目标函数，以综合能源系统中能流分布平衡以及设备运行限值为约束条件，建立钢铁企业能源最优分配模型；求解该模型得到综合能源系统各供能设备的能源配置方案，本发明中目标函数基于综合能源系统中各供能设备在各工序中的能源配置建立，考虑了钢铁企业生产过程中能源系统与流程工序系统间的耦合性、时序性，进而本发明基于该目标函数本发明实现了对各供能设备配置方案的优化。

技术领域

本发明涉及综合能源系统协同优化调度领域，特别是涉及一种钢铁企业电热气综合能源系统协同优化调度方法及系统。

背景技术

资源、能源和环境污染问题已成为制约世界钢铁，尤其是中国钢铁行业可持续发展的重要问题。钢铁企业能源消耗较大，同时，钢铁排放量已超过电力行业，是碳排放量最高的制造业行业，节能减排任务艰巨，钢铁行业如何实现低碳转型和可持续发展成为当下的重要任务。目前，关于钢铁企业生产过程中电热气综合能源系统的优化技术方面仍没有形成一个完整的模型体系，大多数的研究也是针对某一问题进行，例如产品的能耗模型，也有针对企业历史数据研究单介质能源或者多介质能源的优化运行模型与调度方案。然而，研究多介质优化模型也是假定能源需量一定的情况下，没有充分考虑钢铁企业生产过程中能源系统与流程工序系统间的耦合性、时序性。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢铁企业电热气综合能源系统协同优化调度方法及系统，考虑了钢铁企业生产过程中能源系统与流程工序系统间的耦合性、时序性，实现了对各供能设备配置方案的优化。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种钢铁企业电热气综合能源系统协同优化调度方法，所述方法包括：

获取钢铁企业电热气综合能源系统的生产调度计划和电热气多能流网络拓扑结构；

根据所述生产调度计划预测能源消耗量，得到能源消耗预测量；

基于所述电热气多能流网络拓扑结构以及所述能源消耗预测量，以钢铁生产的运行成本和碳排放最小为目标函数，以综合能源系统中能流分布平衡以及设备运行限值为约束条件，建立钢铁企业能源最优分配模型；所述目标函数基于综合能源系统中各供能设备在各工序中的能源配置建立，所述约束条件包括电力系统功率平衡约束、热力系统蒸汽功率平衡约束、热力系统热水功率平衡约束、煤气系统功率平衡约束、换热站热交换约束、供电设备输出电功率限值约束、供电设备输出蒸汽功率约束、供电设备输出电功率爬坡速率约束、电力系统节点电压限值约束、电力系统输电线路传输功率约束、热力系统蒸汽管道温度约束、热力系统蒸汽管道流量约束、热力系统热水管道温度约束、热力系统热水管道流量约束、煤气系统管道流量约束、煤气系统管道压力约束和煤气罐出力约束；

对所述钢铁企业能源最优分配模型求解，得到综合能源系统各供能设备的能源配置方案。

可选的，在对所述钢铁企业能源最优分配模型求解，得到综合能源系统各供能设备的能源配置方案之后，还包括：

对各所述供能设备配置方案进行实时修正。

可选的，所述目标函数的表达式为：