[发明专利]多系统联合优化调度方法及装置

说明书

本发明公开了一种多系统联合优化调度方法及装置。所述方法包括：获取钢铁企业煤气‑蒸汽‑电力系统相关数据；确定所述煤气‑蒸汽‑电力系统中各能源转换设备的性能模型；确定分介质能源管网模型；设定整个优化调度周期所包含的时段数，获取输入数据；建立所述煤气‑蒸汽‑电力系统的联合优化调度模型；采用混沌粒子群算法对所述联合优化调度模型进行求解，以得到整个所述煤气‑蒸汽‑电力系统的煤气分配、蒸汽和电力生产及外购送电优化方案；生成最终各能源转换设备的燃料分配、蒸汽和电力负荷分配、各生产用户的能源分配和外购送电优化方案以及最优综合目标函数指标。本发明提供的多系统联合优化调度方法和装置实现了多能源介质的联合优化。

技术领域

本发明实施例涉及能源优化调度技术领域，尤其涉及一种多系统联合优化调度方法及装置。

背景技术

钢铁工业作为国民经济建设中重要的基础原材料工业之一，却是能源消耗大户，消耗的能源约占全国能源总消耗量的15％。高能源消耗不仅导致钢铁产品成本的增加,而且也意味着更多的污染和排放。能源系统优化调控的目的是根据生产过程能量使用环节和回收环节的情况，对能量转换和输配环节进行合理调整，保证生产过程能量供需平衡并最大限度减少二次能源放散和能源外购，以达到钢铁企业节能减排，降低成本的目标。

钢铁企业在生产过程中消耗的一次能源和二次能源包括电、原煤、重油、柴油、煤气、水、焦炭、蒸汽、氧气、压缩空气等20余种。其中，煤气、蒸汽和电力三种介质之间的交互最为频繁，关联度最高,可调度性大。图1示出了现有技术中典型钢铁企业煤气-电力-系统的的整体架构。一方面，煤气可经发电装置将热能转换为电能，还可经蒸汽动力设备产生蒸汽输入蒸汽管网；另一方面，部分能源转换设备在发电的同时还承担着向热用户提供不同品质蒸汽的任务。因此，副产煤气和蒸汽与电力的生产紧密相关，二者的数量大小和品质均对电力生产的数量产生间接或直接的影响。由于这三种能源介质不仅各自存在产耗、储存、缓冲和输配等多种形态，而且相互之间有着复杂的转换、替代等关联关系，这都使得能源优化调度成为一个非常复杂的工程，仅依靠现场生产人员的经验进行计划配置和调节运行，很难保证整个系统的经济运行，导致大量能源的浪费。

目前，对于钢铁企业能源系统优化调度的研究大多仍集中于单一能源介质子系统层面，如煤气系统、蒸汽系统、氧气系统等，并未广泛开展从系统工程的角度出发，把多种能源介质作为一个整体进行分析，忽略了不同能源之间的耦合关系，这种仅考虑某一种能源介质得到的只是局部优化的方案，而无法保证全局的最优平衡效果，显然已无法支撑企业实现能耗成本最小的需求。因此，为了更准确地描述钢铁企业能源系统的实际运行情况，提供更为合理优化调度方案，有必要综合考虑各种能源介质的联系，实现多能源介质特别是煤气、蒸汽和电力这三种重要能源介质的联合优化，进而实现能源系统的高效、经济、有序运行，最大限度地降低企业能源成本，提高经济效益。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种多系统联合优化调度分析方法及装置，以实现多能源介质的联合优化。

一方面，本发明实施例提供了一种多系统联合优化调度方法，所述方法包括：

获取钢铁企业煤气-蒸汽-电力系统相关数据，其中，所述相关数据包括能源系统网络拓扑结构及系统中各能源转换设备的特性参数；

确定所述煤气-蒸汽-电力系统中各能源转换设备的性能模型；

确定分介质能源管网模型；

设定整个优化调度周期所包含的时段数，获取能源优化调度计算所需的输入数据；

建立所述煤气-蒸汽-电力系统的联合优化调度模型，其中，所述优化调度模型包括目标函数和约束条件；

采用混沌粒子群算法对所述联合优化调度模型进行求解，以得到整个所述煤气-蒸汽-电力系统的煤气分配、蒸汽和电力生产及外购送电优化方案；