[发明专利]应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统

权利要求书

1.一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，其特征在于，具体包括硬件上的应用服务器、数据库服务器以及客户端PC机；

应用服务器和数据库服务器通过网线连接到交换机，交换机经过防火墙与各客户端PC机的路由器连接，实现客户端和服务端通讯；

客户端PC机上部署基础配置模块和多场景煤气调配模块；

应用服务器端部署数据库通讯模块、数据处理模块、工况合并模块、煤气供需计算模块以及煤气优化调配模块；

数据库服务器运行关系数据库，关系数据库用于存储单元配置数据、输入输出配置数据和工况信息。

2.如权利要求1所述的一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，其特征在于，所述的基础配置模块包括：单元配置模块、单元输入输出配置模块和工况类型配置模块；

具体配置流程及配置信息如下：

首先进行单元配置，包括配置煤气介质发生、消耗单元及单元的层级归属情况；

其次进行单元输入输出配置，包括配置各单元各种煤气介质的发生、消耗类型、正常状态小时经验值、单位、最大值和最小值；

最后进行工况类型配置，包括配置各煤气回收、消耗单元的常见工况类型、不同工况下煤气回收、消耗影响量、和其他参量的关系计算公式、开始影响滞后时间、以及结束影响滞后时间。

3.如权利要求1所述的一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，其特征在于，所述的多场景煤气调配模块包括：场景组态模块、煤气平衡结果展示模块和煤气平衡方案评价模块；

具体调配的过程如下：

首先在客户端场景组态模块，配置各种工况信息，每一个工况都表现为甘特图中一个甘特条，通过拖拽调整工况发生的时间范围和时间长度；

然后通过触发煤气优化调配按钮，调用服务端工况合并模块、煤气供需计算模块、煤气优化调配模块按顺序进行煤气优化计算，并优化数据结果，通过数据处理模块进行统计汇总后，在客户端煤气平衡结果展示模块进行展示；

在客户端煤气平衡方案评价模块对煤气优化调配结果进行评价，如果用户满意，则点击保存按钮进行方案保存，如果不满意，则修改工况组态情况或者用户调配规则，重新进行煤气优化调配计算。

4.如权利要求1所述的一种应用于钢铁行业的多场景煤气优化调配系统，其特征在于，所述的煤气优化调配模块具体的调配流程包括以下几个步骤：

步骤I、把煤气用户分为刚性用户和可调用户；

其中，刚性用户分为单一煤气用户和单一可替换用户；可调用户分为混合煤气用户和缓冲用户；

步骤II、根据当前时段工况计算转炉煤气回收量及刚性用户需求量，并进一步判断是否转炉煤气平衡，如果转炉煤气不足，则优先考虑高炉煤气、焦炉煤气合成转炉煤气，否则多余转炉煤气供混合煤气用户使用；

步骤III、根据当前时段工况计算焦炉煤气回收量、刚性用户消耗量和扣除合成转炉煤气量，进一步判断焦炉煤气是否平衡，如果焦炉煤气不足，则判断是否存在可用焦炉煤气或高炉煤气的单一可替换用户，如果存在，则可置换用户用高炉煤气置换出焦炉煤气，否则按照焦炉煤气用户优先级调整用户需量；如果焦炉煤气多余，则进入步骤V，将多余焦炉煤气参与混合煤气优化分配流程；

步骤IV、根据当前时段工况计算高炉煤气回收量、刚性用户消耗量和扣除合成转炉煤气量，进一步判断高炉煤气是否平衡，如果高炉煤气不足，则判断是否存在可用焦炉煤气或高炉煤气的单一可替换用户，如果存在，则可置换用户用焦炉煤气置换出高炉煤气，否则按照高炉煤气用户优先级调整用户需量；如果高炉煤气多余，则进入步骤V，将多余高炉煤气参与混合煤气优化分配流程；

步骤V、将高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气按照优先级满足刚性用户需求分配以后，余量参与混合煤气用户分配；

在转炉煤气用户量有限，不存在缓冲用户的情况下，优先分配转炉煤气，转炉煤气分配完毕，按照如下公式，计算高炉煤气和焦炉煤气用户需量：

Q_bfg×P_bfg+Q_cog×P_cog＝(Q_mg-Q_ldg)×P_mg

Q_bfg+Q_cog＝(Q_mg-Q_ldg)

其中Q_bfg表示高炉煤气需量，Q_cog表示焦炉煤气需量，Q_ldg表示转炉煤气需量，Q_mg表示混合煤气需量，P_bfg表示高炉煤气热值，P_cog表示焦炉煤气热值，P_mg表示混合煤气热值；

按照高炉煤气和焦炉煤气需量计算结果，如果高炉煤气不足，则判断是否高炉煤气可置换，如果可以，则用高炉煤气置换用户置换出高炉煤气，如果不可以或者置换后出现焦炉煤气不足的情况，则引入天然气进行配比优化计算；

如果焦炉煤气不足，判断是否焦炉煤气可置换，如果可以，则用高炉煤气置换用户置换出焦炉煤气，如果不可以或者置换后出现高炉煤气不足的情况，则引入天然气进行配比优化计算；

引入天然气进行配比优化计算的模型如下：

目标函数为剩余煤气惩罚值J最小化：

其中R_i为第i种煤气剩余可用量，Q_i为第i种煤气供给混合煤气站用户用量，A_i为第i种煤气的惩罚值，按照转炉煤气、焦炉煤气、高炉煤气和天然气的顺序由大到小设置；n表示参与计算的煤气种类；

约束条件如下：

Q_i≤R_i

P_i为第i种煤气热值；

步骤VI、缓冲用户按照能源平衡计算煤气需量，根据余量，按照用户优先级进行分配，不足部分则用煤气柜缓存量或者动力煤补充；

多余部分扣除煤气柜可缓存量外，进行放散计算。