[发明专利]面向不确定需求的空分管网装置启停及负荷调度方法

权利要求书

1.一种面向不确定需求的空分管网装置启停及负荷调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：空分管网装置由空分装置和辅助装置构成，根据空分装置的运行状况将其划分为不同的模态，得到每个空分装置在每种模态下的生产空间；

步骤(2)：对空分管网中的辅助装置建立物料平衡方程，将物料平衡方程与空分装置的生产空间相结合，得到空分管网的流程平衡方程；空分装置每种模态下的生产空间、辅助装置的物料平衡方程、空分管网的流程平衡方程构成了空分管网的整体模型；

步骤(3)：采用两阶段随机规划模型对空分管网的整体模型重新划分为两个阶段，第一阶段对空分装置和压缩机的启停和标称负荷做出决策，第二阶段对空分装置和压缩机的增量负荷、液化器的启停和整体负荷、气化器的启停和整体负荷再做出决策；

步骤(4)：在两阶段随机规划模型的基础上引入条件风险价值CVaR，构建基于CVaR的不确定性调度模型，在考虑市场需求不确定的情况下，以最大化两阶段的利润和条件风险价值CVaR为目标，得到最优的调度方案。

2.如权利要求1所述的一种面向不确定需求的空分管网装置启停及负荷调度方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：

空分管网装置包括多台空分装置、压缩机、液化器、气化器、液体储槽，将空分装置分为定负荷空分装置和变负荷空分装置；根据空分装置的运行状况，将定负荷空分装置划分为关机和开机两个模态，表示如下：

f_u,m,g,t＝pr_u,m,gy_u,m,t (1.2)

其中，F_u,g,t表示t时刻装置u生产产品g的产量，f_u,m,g,t表示t时刻装置u在模态m下生产产品g的产量，y_u,m,t表示t时刻装置u是否在模态m下，pr_u,m,g表示装置u在模态m下生产产品g的产量的固定值；

将变负荷空分装置划分为关机、低负荷和高负荷三个模态：

f_u,AIR,m,t＝(x_u,m-1-x_u,m)λ_u,m,t+x_u,m*y_u,m,t (1.6)

Q_u,m,AIR,t＝(q(x_u,m-1)-q(x_u,m))λ_u,m,t+q(x_u,m)*y_u,m,t (1.7)

0≤λ_u,m,t≤y_u,m,t (1.8)

其中，F_u,AIR,t表示t时刻进入装置u的空气量，f_u,m,AIR,t表示t时刻在模态m下进入装置u的空气量，Q_u,AIR,t表示t时刻空压机的耗电量，q_u,m,AIR,t表示t时刻在模态m下空压机的耗电量；x_u,m表示装置u在模态m的边界上的操作点的产量值，λ_u,m,t是边界点的加权系数；

确定操作模态之后，将历史运行数据与机理模型进行结合，通过建立分段线性代理模型来描述每个空分装置在每种模态下的生产空间；对于空分装置，需要对模态的切换添加逻辑约束，引入0-1变量z_u,m',m,t，z_u,m',m,t＝1表示t-1时刻装置u运行在模态m，t时刻装置u运行在模态m’，用逻辑关系式表示如下：

空分装置在不同的模态下，产品产量有不同的约束：

其中，表示空分装置u在模态m下产品g的产量的上限，表示空分装置u在模态m下产品g的产量的下限。

3.如权利要求1所述的一种面向不确定需求的空分管网装置启停及负荷调度方法，其特征在于，步骤(2)所述的空分管网的流程平衡方程分为氧、氮、氩三个层面，包括氧气管网的流程平衡方程、氮气管网的流程平衡方程、氩气管网的流程平衡方程、液氧储槽的流程平衡方程、液氮储槽的流程平衡方程、液氩储槽的流程平衡方程。