适用于煤化工的应急调度优化方法、系统、设备以及介质与流程

技术特征：

1.一种适用于煤化工的应急调度优化方法，其特征在于，包括：

对煤化工的工艺生产流程进行表征以获得图形化的工艺生产流程，并依据所述图形化的工艺生产流程，构建邻接矩阵；

以关联函数的形式，构建公用工程与物料的关联关系；

基于所述邻接矩阵生成约束条件，进而依据所述约束条件和关联关系构建公用工程-物料的调度优化模型；

获取异常工况信息，并基于预设的异常工况判断依据清单进行异常工况与清单中的工况名称匹配；

依据所述异常工况与工况名称的匹配情况，从预设的应急预案库中筛选出应对措施或基于所述公用工程-物料的调度优化模型进行调度优化计算；

基于所述匹配的应对措施或所述调度优化计算的结果，输出应急调度优化方案。

2.如权利要求1所述的一种适用于煤化工的应急调度优化方法，其特征在于，所述对煤化工的工艺生产流程进行表征以获得图形化的工艺生产流程，并依据所述图形化的工艺生产流程，构建邻接矩阵包括：

对煤化工的工艺生产流程进行表征，获得图形化的工艺生产流程；

依据所述图形化的工艺生产流程，确定流股流向表；所述流股流向表的表字段包括流股编码、流程流量名称、起始单元装置以及终止单元装置；

依据流股流向表中的起始单元装置和终止单元装置，获取装置集；

基于预设的编码规则，获取装置集中每一个单元装置的编码集；

依据所述编码集和所述流股流向信息表，获取每个单元装置的进出物料信息；

依据所述每个单元装置的进出物料信息，构建每个单元装置的进出矩阵；所述进出矩阵的行是单元装置名称，列是流股。

3.如权利要求1所述的一种适用于煤化工的应急调度优化方法，其特征在于，所述公用工程-物料的调度优化模型包括目标函数和约束条件；

所述目标函数为：

其中，m为各设备的进出料变量，为进出料变量m的价格系数矩阵；

所述约束条件包括：

（1）进出料平衡：

其中，为分流器i的出料j，为分流器i的进料j，deltai为分流器进出料平衡的松弛因子，为混合器i的出料j，为混合器i的进料j，deltaj为混合器进出料平衡的松弛因子；

（2）装置产耗约束：

或采用单耗约束：

其中，为装置i的出料j，为装置i的进料j，为装置i的出料j的收率系数，deltal为装置侧线产量与收率之间的松弛因子，为装置i的出料j的单耗矩阵；

（3）装置加工能力约束：

其中，为装置i的加工能力上限矩阵，为装置i的加工能力下限矩阵；

（4）产品产量约束：

其中，为产品的产量上限矩阵，为装置的加工能力下限矩阵，为产品的产量矩阵；

（5）物料性质约束：

其中，为各物料各性质的上限矩阵，为各物料各性质的下限矩阵，为各物料的性质矩阵；

（6）物料性质传递：

其中，为装置i出料j的组分a的含量，为装置i进料z的组分a的含量，f为装置进出料的性质传递函数；

（7）蒸汽平衡：

其中，g为装置蒸汽产耗与其负荷之间的关联函数，为装置i的蒸汽产耗量，为z等级蒸汽的总产量，为z等级蒸汽的总耗量，为z等级蒸汽的放空量；

（8）燃料气平衡：

其中，h为装置燃料气产耗与其物料平衡及蒸汽平衡之间的关联函数，为装置的燃料气产耗量，为未变换气净化气的流量，为未变换气净化气的流量上限，为未变换气净化气的流量下限，为未变换气净化气的热值，为提供的燃料气热值，为消耗的燃料气热值，为去火炬的热值；

（9）水平衡：

其中，y为装置水的产耗与其物料平衡及蒸汽平衡之间的关联函数，为装置i的水产耗量，为供水总量，为用水总量；

（10）氮气平衡：

其中，p为装置氮气的消耗与其物料平衡之间的关联函数，为等级z的备氮供给量，为空分提供的等级z的总氮量，为氮气总用量；

（11）二氧化碳平衡：

其中，co2in为低甲二氧化碳产量，co2nyj为氮压机提供的二氧化碳，co2out为气化二氧化碳用量；

（12）氢碳比约束：

其中，contenth2为进1#合成新鲜气体重的氢气含量，contentco2为进1#合成新鲜气体中的二氧化碳含量，contentco为进1#合成新鲜气体中的一氧化碳含量，为氢碳比上限值，为氢碳比下限值；

（13）媒介约束：

其中，为气化炉i的产气量，为气化炉i的产气量与进煤量及煤质的关联函数，为进气炉i的煤质j的下限值，为进气炉i的煤质j的上限值。

4.如权利要求1所述的一种适用于煤化工的应急调度优化方法，其特征在于，基于所述邻接矩阵生成约束条件，进而依据所述约束条件和关联关系构建公用工程-物料的调度优化模型之后，还包括：

依据历史生产数据，对所述公用工程-物料的调度优化模型的参数进行校准与更新。

5.如权利要求1所述的一种适用于煤化工的应急调度优化方法，其特征在于，所述依据异常工况与工况名称的匹配情况，从预设的应急预案库中筛选出应对措施或基于所述公用工程-物料的调度优化模型进行调度优化计算包括：

若异常工况与工况名称匹配成功，则从预设的应急预案库中筛选出该工况名称对应的应对措施；

若异常工况与工况名称匹配不成功，则依据异常工况信息，定位该异常工况所对应的异常装置；

基于异常装置优化函数，动态调整所述约束条件的约束值；

基于所述公用工程-物料的调度优化模型和调整之后的约束条件，针对该异常工况进行调度优化计算。

6.如权利要求5所述的一种适用于煤化工的应急调度优化方法，其特征在于，所述异常装置优化函数为：

其中，为装置的加工能力矩阵，i为对应的异常装置。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种适用于煤化工的应急调度优化方法，其特征在于，所述煤化工的工艺生产流程包括物料平衡流程、蒸汽平衡流程、燃料气平衡流程、水平衡流程以及氮气平衡流程。

8.一种适用于煤化工的应急调度优化系统，其特征在于，包括：

邻接矩阵构建模块，用于对煤化工的工艺生产流程进行表征以获得图形化的工艺生产流程，并依据所述图形化的工艺生产流程，构建邻接矩阵；

关联关系构建模块，用于以关联函数的形式，构建公用工程与物料的关联关系；

调度优化模块，用于基于所述邻接矩阵生成约束条件，进而依据所述约束条件和关联关系构建公用工程-物料的调度优化模型；

名称匹配模块，用于获取异常工况信息，并基于预设的异常工况判断依据清单进行异常工况与清单中的名称匹配；

调度优化计算模块，用于依据异常工况与名称的匹配情况，从预设的应急预案库中匹配应对措施或基于所述公用工程-物料的调度优化模型和所述约束条件进行调度优化计算；

优化方案输出模块，基于所述匹配的应对措施或所述调度优化计算的结果，输出应急调度优化方案。

9.一种适用于煤化工的应急调度优化设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-7中任一项所述的一种适用于煤化工的应急调度优化方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种适用于煤化工的应急调度优化方法。

技术总结
本发明涉及一种适用于煤化工的应急调度优化方法、系统、设备以及介质，其方法包括：首先，对煤化工的工艺生产流程进行表征以获得图形化的工艺生产流程，进而构建邻接矩阵；其次，构建公用工程与物料的关联关系；接着，依据关联关系构建公用工程‑物料的调度优化模型，并基于邻接矩阵生成约束条件；继而，获取异常工况信息，并基于预设的异常工况判断依据清单进行异常工况与清单中的工况名称匹配；然后，依据匹配情况，从预设的应急预案库中筛选出应对措施或基于公用工程‑物料的调度优化模型和约束条件进行调度优化计算；最后，输出应急调度优化方案。因此，采用本发明可有效提升异常工况的响应速率，实现企业安全生产与效益最大化。

技术研发人员：林雪茹;俞海斌;娄海川;虞景露;刘聪;陈亮;孔倩;栾吴建
受保护的技术使用者：浙江中控技术股份有限公司;浙江中控软件技术有限公司
技术研发日：2021.07.05
技术公布日：2021.08.03