[发明专利]矿井通风系统风量混合调节方法、装置及设备

权利要求书

1.一种矿井通风系统风量混合调节方法，其特征在于，包括：

获取矿井通风系统的通风网络模型；

基于通风网络解算方法对所述通风网络模型进行风量分配计算，并基于风量分配计算结果调整所述通风网络模型，直至所述通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配；

基于井下通风风量需求和所述矿井通风系统对应的设定优化模型，生成至少一个待选的风量调节方案；

基于所述至少一个待选的风量调节方案与所述井下通风风量需求，确定最佳的风量调节方案；

其中，所述设定优化模型为风量调控混合优化模型，所述风量调控混合优化模型为线性混合整数规划模型，包括以下优化目标：最小通风能耗目标、最佳调节位置目标、最佳调节方式目标及最小调节个数目标；所述设定优化模型的决策变量包括：所有分支的调节风压值和表征按需分风分支的风量与该分支的多个风量值的对应关系的0-1整型变量；所述风量调节方案包括：通风构筑物的调节措施，所述通风构筑物包括以下至少之一：井下风机、风门和风窗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于通风网络解算方法对所述通风网络模型进行风量分配计算，并基于风量分配计算结果调整所述通风网络模型，直至所述通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配，包括：

采用基于回路风量的通风网络解算方法对所述通风网络模型进行风量分配计算，得到风量分配计算结果；

基于阻力测定方式对巷道风阻参数进行调整，直至所述风量分配计算结果与实测巷道风量的对比误差在设定阈值内；

基于所述风量分配计算结果得到所述通风网络模型中风机的模拟工况；

判断风机的模拟工况与实际工况是否匹配，若否，则调整所述通风网络模型的模型参数，直至所述通风网络模型中风机的模拟工况与实际工况匹配。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定优化模型如下所示：

其中，Z为优化目标，ω₁为第一权重系数，ω₂为第二权重系数，ω₃为第三权重系数，ω₄为第四权重系数，ω₅为第五权重系数，F为所有风机分支f的集合，K_f表示风机分支f风量取值的个数，q_f，k为表示风机分支f第k个风量取值，n_f，k为0-1整型变量且表示风机分支f风量取值是否为q_f，k，h_f为风机分支f的风机风压，N为通风网络的分支数，n_j，a表示是否需要对第j条分支进行调节，s_j为第j条分支的调节级数，n_j，c表示是否需要对第j条分支进行增能调节或降阻调节，n_j，b表示是否需要对第j条分支进行增阻调节，Δh′_j为Δh_j的绝对值，Δh_j为第j条分支的风压调节值，J为通风网络的节点数，a_ij表示节点与分支的关系，K_j表示第j条分支风量取值的个数，q_j，k为表示风机分支j第k个风量取值，n_j，k为0-1整型变量且表示风机分支j风量取值是否为q_j，k，b_ij表示分支与回路的关系，h_j为第j条分支风压的代数和，ρ′_j表示第j条分支允许忽略的增能或降阻调节量，ρ″_j表示第j条分支允许忽略的增阻调节量，Δh_j，min为第j条分支可调节风压下限，Δh_j，max为第j条分支可调节风压上限，N_a为通风网络中允许调节分支的个数，ρ_j表示第j条分支允许忽略的调节量，n_max，a为第一正常量，n_max，b为第二正常量，n_max，c为第三正常量，q_f为风机分支f的风机风量，a₀，a₁，a₂为风机特性曲线拟合系数。