高，但计算花费越 大。
[0167] 步骤5,根据优化调度模型J'，得求取优化调度结果，并按相应关系式求取出可 执行的调度结果：
[0168] 由于优化调度模型J'得到的最优解为混沌多项式展开后的参数值，不能直接指 导生产调度，需进一步求导出用于指导生产调度的结果（即调度结果），uiik，X1^k,F1^Glik 这些决策变量的求导方法如下：
[0169]对于多项式混沌展开的随机变量屮(t) =咖（0%0)，等式两边同做
[0175] 求上式的解则可得到W⑴。这里W⑴等同于Uiik，Xiitu, Fiik，Giik。
[0176] 通过应用本实施例的多能源优化调度方法，该钢厂取得如下经济效益：
[0177] -、能效指标提升
[0178] 1、焦炉煤气放散率降低
[0179]由 2009 年 2. 24%下降至 2012 年 1. 60%，下降 0. 64%。
[0180] 同比年减少焦炉煤气放散量2308万m3,折算节能量为12426吨标煤。
[0181] 2、高炉煤气放散率降低
[0182]由 2009 年 8. 37%下降至 2012 年 0? 67,下降 7. 70%。
[0183] 同比年减少高炉煤气放散量60468万m3,折算节能量为74376吨标煤。
[0184] 3、转炉煤气回收量提高
[0185] 由 2009 年 66. 85m3/t提高至 2012 年 104. 08m3/t，提高 37. 23m3/t。
[0186] 同比年增加转炉煤气放散量19269万m3,折算节能量为39668吨标煤。
[0187] 4、吨钢新水耗下降
[0188]由 2009 年 6.lt/t下降至 2012 年的 4. 23t/t年，下降I. 87t/t:
[0189] 同比年节约新水量968万m3,折算节能量为251吨标煤。
[0190] 以上4项合计，同比项目投产前，2012年实现节能量17. 6万吨标煤。
[0191] 二、节能效益评估
[0192] 我司2012年节能效益显著，主要体现以下两方面：
[0193]1、提高二次源能回收量，减少放散创造效益。
[0194] 1)多回收利用焦炉煤气：1269万元；
[0195] 2)多回收利用高炉煤气：4837万元；
[0196] 3)多回收转炉煤气：2505(万元）；；
[0197] 4)节约新水：387(万元）；
[0198] 以上4项合计为8998万元（均按2012年与2009年对比，按厂内结算价格计算）。
[0199] 2、提高二次能源利用效率，降低生产工序的能耗。
[0200] 1)单位产品电耗下降，年节电总量9942万kWh，效益4971万元；
[0201] 2)单位产品煤气单耗下降，共节约转炉煤气约9156万m3,效益1190万元、混合煤 气3660万m3,效益1464万元。
[0202] 以上2项合计2654万元（均按2012年与2009年对比，按厂内结算价格计算）。
[0203] 在2012年节能创效中，能源管理中心体现了重要的管理效益，在优化煤气、蒸汽 等二次能源的平衡与调度；加强二次能源利用的考核与管理等方面均发挥了重要作用。
【主权项】
1. 一种基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在于，包括： 步骤1，获取钢铁企业的生产信息，所述生产信息包括能源介质相关的需求量、生产工 艺约束条件及能源系统拓扑图； 步骤2,基于能源介质相关的需求量建立钢铁企业在各个周期内的具有随机干扰的需 求预测模型； 步骤3,根据所述的能源系统拓扑图的确定调度方案，并针对该调度方案根据所述的生 产工艺约束条件和需求预测模型建立带有随机参数的企业能源介质的多周期集成的随机 优化调度模型J ; 步骤4,将所述的随机优化调度模型J转化为优化调度模型J'; 步骤5,求解优化调度模型J'得到优化调度结果，并根据所述的优化调度结果生成可执 行的调度结果以进行多能源调度。2. 如权利要求1所述的基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在 于，所述的生产工艺约束条件包括混合站的工艺约束条件、联络管的物料平衡约束、锅炉设 备的工艺约束条件、发电机设备的工艺约束条件和供销平衡约束条件。3. 如权利要求2所述的基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在 于，所述的混合站的工艺约束条件如下：Zf1为煤气i进入混合站的量，为出混合站的混合煤气量，H1为煤气i的热值， 为混合煤气热值的下限、上限，W e M% MQ为煤气种类数。4. 如权利要求3所述的基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在 于，所述锅炉设备的工艺约束条件：.为进锅炉〇的煤气量， /?〃、/为锅炉〇的蒸汽负荷下限、上限， af为锅炉〇产蒸汽的煤气单耗， gfc-i分别为锅炉〇在第k周期和k-Ι周期内的蒸汽负荷， (校)_为锅炉?的当前实际负荷， η B为同一锅炉相邻周期间负荷波动范围，:分别为锅炉〇1和锅炉^个锅炉的产蒸汽负荷和产蒸汽负荷上 限， γ 15为锅炉负荷组负荷波动范围， 〇,〇1，〇je GL，GL为锅炉集合。5. 如权利要求4所述的基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在 于，所述发电机设备的工艺约束条件如下：其中，为进发电机q的蒸汽量，F^、A分别为发电机q的发电负荷下限、上限， flf为发电机q的发电单耗； 、樣&-1分别为发电机q在第k个周期和第k-Ι周期内的发电负荷，（咬允⑶为 发电机q的当前实际发电负荷，ru为同一发电机相邻周期间负荷波动范围；分别为发电机Qi、发电机q_j的发电负荷和发电负荷上限，Y c 为发电机组负荷波动范围； q，qi，qje FD，FD为发电机集合。6. 如权利要求5所述的基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在 于，所述步骤2中具有随机干扰的需求预测模型如下：其中，ek为服从标准正态分布的随机变量， d e CYH，CYH为煤气生产用户集合，Sfcu表示第k个周期内煤气生产用户d的煤气i 的消耗量，fuk表示与煤气i、生产用户d和周期k有关的函数，由煤气生产用户d的历史 煤气消耗量建模得到； j e GYH，GYH为蒸汽生产用户集合，Sfic表示第k周期内蒸汽生产用户j的蒸汽消耗 量，gu表示与蒸汽生产用户j和周期k有关的函数，由蒸汽生产用户j的历史蒸汽消耗量 建模得到。7. 如权利要求6所述的基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在 于，所述随机优化调度模型J如下： J = min {E (F1+F2-F3-F4+F5) +Var (F1) +Var (F2) +Var (F3) +Var (F4) +Var (F5)} (11) 且满足所述的生产工艺约束条件和需求预测模型，其中：XilCllk表不第k周期内锅炉〇的煤气i的消耗量，p ;表不煤气i价格； F2=E kE ^FljkP1) (13) Fu表示第k周期内煤气i的放散量，Pf表示煤气生产用户d的单位生产效益，pfS表示蒸汽生产用户j的单位生产效益；Gqik表示第k周期内发电机q的蒸汽消耗量，pf:表示第k周期的电价，pg为蒸汽单价， 为发电机q的发电蒸汽单耗；Ulik表示第k周期内煤气i的生产量，表示第k周期内煤气i的单位生产成本。8. 如权利要求7所述的基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在 于，所述步骤4中基于多项式混沌展开原理将所述的随机优化调度模型J转化为优化调度 模型Γ。9. 如权利要求8所述的基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，其特征在 于，所述的优化调度模型Γ如下：其中〈·，· > 定义为 <h(e)，g(e)> = J Ω]ι(ε)8(ε)?·Ε(1ε，Ω 为 ε 的取值空间， 1为ε的概率密度函数， 为Hermite多项式混纯的基函数， ，且当 i 乒 j 时 δ U= 0,当 i = j 时 δ U= 1 ;项式混沌展开第1项的系数，I = 0, 1，2…P，P为正实数。
【专利摘要】本发明公开了一种基于随机预测模型的钢铁企业多能源优化调度方法，基于能源介质相关的需求量建立钢铁企业在各个周期内的具有随机干扰的需求预测模型；根据所述的能源系统拓扑图的确定调度方案，并针对该调度方案根据所述的生产工艺约束条件和需求预测模型建立带有随机参数的企业能源介质的多周期集成的随机优化调度模型，并转化为优化调度模型；求解优化调度模型得到优化调度结果，并根据优化调度结果生成可执行的调度结果以进行多能源调度。本发明考虑了调度过程中预测模型具有随机性，通过将带有随机变量的优化问题转变为确定量的优化问题，使得原优化问题能够求解，能够实现能源利用最合理化，最大限度的提高钢铁企业的利润。
【IPC分类】G06Q10/04, G06Q50/04
【公开号】CN105069533
【申请号】CN201510509320
【发明人】谢磊, 谢澜涛
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月19日