[发明专利]一种生物质原料多联供综合管理系统及管理方法

权利要求书

1.一种生物质原料多联供综合管理系统，其特征在于，包括以下部分：

数据采集模块、数字孪生仿真模块、计算模块、目标设立模块、气化优化模块、多联供决策模块和指令传达模块；

所述计算模块，用于构建生物质原料多联供过程各个阶段的计算模型，得到生物质能源与冷、热、电能之间的转化关系，计算模块通过数据传输的方式与目标设立模块相连；

所述目标设立模块，用于基于生物质原料的热解气化过程和多联供过程设立双目标，分别以生物质原料气化效率和多联供效率为目标，目标设立模块通过数据传输的方式与气化优化模块、多联供决策模块相连；

所述气化优化模块，用于针对生物质原料气化效率目标，构建气化目标优化神经网络模型，通过所述气化目标优化神经网络模型获得影响因子与产物占比的关系，气化优化模块通过数据传输的方式与指令传达模块相连；

所述多联供决策模块，用于基于改进的烟花算法对目标函数求最优解，将目标函数的所有可行解映射到解空间，每个可行解作为一个烟花，所有可行解组成一个群体，通过交互传递信息使群体对环境的适应性逐代变好，从而求得全局最优解，多联供决策模块通过数据传输的方式与指令传达模块相连。

2.一种生物质原料多联供综合管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1. 针对生物质原料多联供过程构建数字孪生仿真模型，设立生物质原料多联供过程各个阶段的计算模型，得到生物质能源与冷、热、电能之间的转化关系；

S2. 基于生物质原料的热解气化过程和多联供过程设立双目标，分别构建气化目标优化神经网络模型和改进的烟花算法对双目标进行寻优，得到联供设备的最佳调控值，完成对生物质原料多联供的综合管理。

3.如权利要求2所述的一种生物质原料多联供综合管理方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

根据热解气化产物实现生物质能源多联供，即将生物质能源转化为冷、热、电能源需求，生物质能源与冷、热、电能之间的转化关系为：

，

，

，

，

其中，表示生物质原料消耗量，表示产生的热量，表示制热效率，表示能量损耗率，表示能量制冷占比，表示制冷效率，表示发电效率，表示气化效率，表示生物质原料发生反应的热均值；表示锅炉的输入功率；表示制冷机组的输出功率，表示制冷机组的电功率；表示内燃发电机组的输出功率，表示内燃发电机组的发电功率。

4.如权利要求2所述的一种生物质原料多联供综合管理方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

基于生物质原料的热解气化过程和多联供过程设立双目标，具体过程如下：

以生物质原料气化效率为目标，以生物质原料热解气化过程各设备的运行参数为约束条件，达到有效产物最大化和有害产物最小化；

以生物质原料多联供效率为目标，以生物质原料多联供过程各设备的运行参数为约束条件，基于能量平衡关系，达到产能转化最大化和碳排放最小化。

5.如权利要求2所述的一种生物质原料多联供综合管理方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

针对生物质原料气化效率目标，获取气化过程中各设备在不同影响因子的情况下产生的产物占比的历史大数据，将历史大数据作为训练样本；构建气化目标优化神经网络模型，通过所述气化目标优化神经网络模型获得影响因子与产物占比的关系。

6.如权利要求5所述的一种生物质原料多联供综合管理方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

将影响因子作为模型输入，产物占比作为模型输出；气化目标优化神经网络包括输入层、映射层、隐含层和输出层。

7.如权利要求2所述的一种生物质原料多联供综合管理方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

针对生物质原料多联供效率目标，构建目标函数和约束条件表达式。