[发明专利]锌电解过程分时供电优化调度技术

摘要

锌电解过程分时供电优化调度技术。本发明主要包括建立电流密度与电耗及电流效率之间的模糊神经网络模型，并根据变化的生产状况，在线自动修正模型参数；建立以锌电解过程耗电费用为目标、以产量和生产工艺为约束条件的优化控制模型；采用罚函数方法和带变异操作、变搜索空间的启发式模拟退火方法求解锌电解分时供电优化调度问题，实时提供分时供电最优调度方案。本发明不仅能够最大限度地减少用电费用，降低生产成本，为企业带来巨大的经济效益，还能为稳定电网负荷、确保发供电设备安全运行以及功率因素的提高作出贡献。

主权项

1.一种锌电解过程分时供电优化调度技术，本发明根据电力部门电费分时计价政策，在保证产品产量、质量和正常生产的前提下，结合锌电解过程的实际生产状况，采用分时供电策略，在不同的电费计价时段以最优的电流密度调度电解生产，其特征在于：本发明主要包括建立在不同生产条件下，电流密度与电耗及电流效率之间的模糊神经网络模型，并根据变化的生产状况，在线自动修正模型参数；建立以锌电解过程耗电费用为目标、以产量和生产工艺为约束条件的优化控制模型；采用罚函数方法和带变异操作、变搜索空间的启发式模拟退火方法求解锌电解分时供电优化调度问题，实时提供分时供电最优调度方案，具体措施为：(1)锌电解分时供电优化模型为：minJ=minΣi=1N(li·Vi·Dki)]]>式中，l_i＝p_i·S·t_i·n，k_i＝q·t_i·S·n，i＝1，2，Λ，N；a₀，a₁为多项式系数，在不同的酸锌比下取值不同；N为不同计价的时段数，p_i为第i时段的实时电价(元/kwh)；W_i是第i时段的电耗(Kwh)，V_i为电解槽的槽电压(V)；D_ki为电流密度(A/m²)；S＝b×S₀为电流通过的面积(m²)，其中，S₀为每块阴极板的面积(m²)，b为每槽的阴极板数；n为电解槽的槽数；t_i为第i时段的电解时间(h)，式中，q＝1.2202g/(A·h)，为锌的电化当量；C为锌日计划产量(t)。D_kmin为锌电解允许的最低电流密度，以防止电流过低造成阴极锌反溶；D_kmax为锌电解允许的最高电流密度，与生产容量及供电设备有关。(2)智能集成优化算法(a)罚函数方法，将等式约束加罚到优化目标上，重构优化目标函数，消除等式约束：J^=Σi=1Nli·Vi·Dki+M[C-Σi=1Nki·Dki·fnn(Dki,Rα/z)]]]>式中M为罚因子，一般取正的较大数。(b)智能优化方法，采用模拟退火算法，并对算法运算中随机获得的试探点作边界处理消除边界条件的不等式约束，即对模拟退火算法中随机获得的试探点Y_i^k(i＝1，2，Λ，N)作处理，保证寻优在可行域范围内进行，处理方式为：同时在模拟退火算法的基础上，采取了以下改进措施：应用启发式准则确定退火温度与退火时间m次方成反比的温度更新函数(m＞1)，以提高模拟退火算法的计算效率；在搜索初期引入变异操作，以退火时间的某一突变比例P_m使算法无条件接受新解。即搜索初期若算法长期陷于某一局部解的时间超过最大搜索时间T_max的P_m倍，则不考虑接受概率，无条件接受新解，使算法跳出局部邻域；搜索后期引入变搜索空间操作，因寻优已在局部范围内进行，无条件接受新解也不能总是保证局部解邻域的跳出，为此，通过一定程度的扩大搜索空间予以解决。