[发明专利]一种矿热炉能效在线调度决策方法

说明书

本发明涉及一种矿热炉能效在线调度决策方法。首先建立功率均值预测模型，在线实时预测矿热炉用电功率。采用滚动决策思想，考虑群炉的能效差异，工况的变化情况，基于实时动态预测的功率值，将复杂动态环境下的能效调度问题转化为按工况优先级划分的能效调度决策问题。该方法对矿热炉用电负荷进行统一在线调度，实现在有限的电能需量约束下全厂矿热炉电能效率动态优化。提高企业经济效益，促进节能降耗。

技术领域

本发明涉及一种矿热炉能效在线调度决策方法，属于矿热炉能效优化调度领域。

背景技术

矿热炉是电冶金过程中主要的设备，且广泛用于工业领域，在国民经济和国防军工中具有重要作用。目前国内一些矿热炉企业比如电熔镁砂企业在生产过程中采取的是单炉控制，当群炉实际用电接近最大需量上限时，随机选择两台矿热炉分闸断电，这种方式增大了用电波动、损害电力设备、降低了群炉总体电能效率、影响产品质量。

发明内容

本发明的目的是：提高电能利用效率和产品质量。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种矿热炉能效在线调度决策方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采集工厂所有矿热炉的用电功率数据，用P_n(t)表示第n台炉子t时刻的用电功率，已知熔炼周期内工况变化情况，用S₁、S₂、S₃分别表示主熔工况、加料工况、排气工况；

步骤2、对步骤1采集的数据进行数据清洗和重采样，删除无效数据；

步骤3、将整个熔炼过程划分为多个需量周期T，根据企业与供电局约定好的最大用电功率设定最大需量限额P_D，其中，需量为在一个需量测量周期T中，测得用户用电功率的平均值；

步骤4、将一个需量周期T细分为五个时段，实测得前四个时段的功率实际值，并建立功率均值预测模型预测出第五个时段的功率P_n(t+5)，其中，功率均值预测模型采用以下公式：

式中，N表示矿热炉的总数量；t＝0,1,2,......，表示第t分钟；表示第n台炉子在t+1分钟测得的实际功率值；P_n(t+5)表示第n台炉子在t+5分钟的功率预测值，按照相同的方法，向前滚动预测；

步骤5、计算当前需量周期内的平均用电功率，判断是否满足最大需量约束条件，此时分两种情况进行调度决策：当满足条件时，采用单炉控制；当不满足条件时，采用群炉调度；

步骤6、采用在线滚动决策对接下来的每个需量周期进行调度决策，直至决策完整个熔炼周期，以实现矿热炉能效在线调度，其中：

在线滚动决策是指第一个需量周期内用第1、2、3、4时段的功率来预测第5时段的功率，再在第二个需量周期内用第2、3、4、5时段的功率来预测第6时段的功率，依次滚动预测接下来的每个时段内的需量，并按照步骤5的调度决策方法在熔炼周期内在线滚动决策。

优选地，所述步骤3中的需量周期T为测量用户用电需求量的一个标准时间单位。

优选地，所述步骤5中最大需量为在一个月内的所有需量测量周期中出现的最大平均功率，最大需量不能超过与供电局约定的需量限额，否则面临着罚款乃至停电的处罚；

最大需量约束条件如下：

式中分别为t-3、t-2、t-1、t分钟的功率实际值；P_n(t+1)、P_n(t+2)、P_n(t+3)、P_n(t+4)、P_n(t+5)分别为t+1、t+2、t+3、t+4、t+5时刻的功率预测值，P_D为需量限额。