運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)組合數(shù)可進(jìn)一 步減少。表1中列出的是單個(gè)調(diào)度周期的情況，多周期時(shí)，需捜索的能源公輔設(shè)備運(yùn)行/停 止?fàn)顟B(tài)組合數(shù)分別是上表列出的數(shù)值的倍數(shù)。
[0192] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可W理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可W通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可W存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中， 所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括R0M/RAM、磁盤、光盤等。
[0193] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋼鐵企業(yè)能源綜合調(diào)度問題的雙層尋優(yōu)方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟1，建立鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度模型M1，確定所述優(yōu)化調(diào)度模型Ml的優(yōu)化 變量和目標(biāo)函數(shù)/了），并確定所述優(yōu)化調(diào)度模型Ml的約束條件； 其中，i表示各類設(shè)備相關(guān)的連續(xù)變量，^表示各類設(shè)備相關(guān)的整型變量，優(yōu)化調(diào)度模 型Ml的約束條件包括各單元設(shè)備的工藝約束、各能源介質(zhì)的整體平衡約束以及標(biāo)識(shí)單元 設(shè)備是否運(yùn)行的0-1變量的關(guān)聯(lián)約束； 步驟2,將所述優(yōu)化調(diào)度模型Ml中的所述整型變量/7松弛為在閉區(qū)間[0，1]內(nèi)取值的 連續(xù)變量A，將所有的所述連續(xù)變量i替換為所述連續(xù)變量I與其對(duì)應(yīng)的所述松弛后的整 型變量P的乘積I- ? ^ ; 步驟3,構(gòu)造關(guān)于所述松弛后的整型變量/7'的罰函數(shù)，將所述罰函數(shù)加入所述優(yōu)化調(diào) 度模型Ml的目標(biāo)函數(shù)中，形成等價(jià)模型M2的目標(biāo)函數(shù)為為+ ;?(及)]; 步驟4,計(jì)算所述等價(jià)模型M2滿足約束條件的最優(yōu)解，所述等價(jià)模型M2的約束條件包 括各單元設(shè)備的工藝約束、各能源介質(zhì)的整體平衡約束以及松弛后的整型變量的取值范圍 約束； 步驟5,判斷所述等價(jià)模型M2的最優(yōu)解中的整型變量/7取值是否均為0或1，是，以所 述最優(yōu)解為所述優(yōu)化調(diào)度模型Ml的最優(yōu)解，否，根據(jù)所述整型變量P的取值范圍確定各個(gè) 能源公輔設(shè)備運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)，得到最優(yōu)解。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1包括： 步驟101，對(duì)所述鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)進(jìn)行抽象表達(dá)，用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述鋼鐵企業(yè)能源 系統(tǒng)，完整表達(dá)所述能源系統(tǒng)中包含的各類能源介質(zhì)管網(wǎng)和種類繁多、工藝特性各異的能 源公輔設(shè)備的屬性及其相互關(guān)系，建立煤氣介質(zhì)管網(wǎng)和其它燃料信息集、蒸汽介質(zhì)管網(wǎng) 信息集、煤氣公輔設(shè)備信息集?ax和熱力設(shè)備信息集? th; 步驟102,對(duì)單元設(shè)備建模，結(jié)合煤氣、蒸汽和電力各個(gè)子系統(tǒng)中煤氣柜、煤氣加壓站、 煤氣混合站和放散塔、鍋爐和汽輪機(jī)等各類設(shè)備的工藝模型和約束條件，建立對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué) 模型； 以表示煤氣公輔設(shè)備的煤氣消耗量和產(chǎn)生量，以C表示熱力設(shè)備的煤氣 消耗量，尤,,表示熱力設(shè)備的入口蒸汽流量，表示熱力設(shè)備的出口產(chǎn)生/抽汽/凝汽 流量，zn，t表示熱力設(shè)備產(chǎn)生的電量，其中：i為煤氣介質(zhì)或其它燃料序號(hào)，j為煤氣公輔設(shè) 備的序號(hào)，s為蒸汽介質(zhì)序號(hào)，n為熱力設(shè)備的序號(hào)，t為調(diào)度周期序號(hào)；以bj，t、bn，t分別表不 煤氣公輔設(shè)備和熱力設(shè)備在調(diào)度周期t內(nèi)是否運(yùn)行的整型變量，1表示運(yùn)行，0表示停機(jī)； 步驟103,獲取各種能源介質(zhì)的供需預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)檢修計(jì)劃和其他設(shè)定信息； 步驟104,建立所述鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度模型M1，確定所述優(yōu)化調(diào)度模型Ml 的優(yōu)化變量為巧乂二乂.,九)；確定煤氣子系統(tǒng)的能源成本目標(biāo)函 數(shù)J1、蒸汽子系統(tǒng)的能源成本目標(biāo)函數(shù)J2和電力子系統(tǒng)的能源成本目標(biāo)函數(shù)J3，確定優(yōu)化 調(diào)度模型Ml的目標(biāo)函數(shù)為(無，5) = 4+4+4, 5 = (C，巧 f= (\,，U，確定所述優(yōu)化調(diào)度模型Ml的約束條件。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟104中確定的優(yōu)化調(diào)度模型Ml為：其中，IiiinJ1=-progas，progas為煤氣外售收益；minj2=buyfue+fedwat+buystm，buyfue為 鍋爐外購燃料費(fèi)用，fecfat為鍋爐給水費(fèi)用，buystm為外購蒸汽成本；minj3=buyele-proele， buyele為外購電力成本，proele為外售電力收益； 公式（2)~（5)為所述各單元設(shè)備的工藝約束，gj?)、hj?)分別煤氣公輔設(shè)備j的 不等式約束和等式約束，?ax為煤氣子系統(tǒng)單元設(shè)備集合；gn(? )、hn( ?)分別為熱力設(shè)備 n的不等式約束和等式約束，0th為熱力設(shè)備集合； 公式（6)~⑶為所述各能源介質(zhì)的整體平衡約束，V表示"對(duì)于任意的…"，年;f為 煤氣i在周期t內(nèi)的富余量，為蒸汽s在周期t內(nèi)的需求量，為電力在周期t內(nèi)的 需求量； 公式（9)~（16)為所述標(biāo)識(shí)單元設(shè)備是否運(yùn)行的0-1變量的關(guān)聯(lián)約束，對(duì)于所述煤氣 公輔設(shè)備或所述熱力設(shè)備，所述整型變量取值為O或I，當(dāng)所述整型變量取值O時(shí)，對(duì)應(yīng)的編 號(hào)為j的煤氣公輔設(shè)備或編號(hào)為n的熱力設(shè)備停機(jī)，其連續(xù)變量取值O;當(dāng)所述整型變量取 值1時(shí)，對(duì)應(yīng)的編號(hào)為j的煤氣公輔設(shè)備或編號(hào)為n的熱力設(shè)備運(yùn)行，其連續(xù)變量在滿足工 藝約束的前提下任意取值。4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟2中所述整型變量（bj，t，bn，t)松弛 為在閉區(qū)間[〇，1]內(nèi)取值的連續(xù)變量（b'」，t，b' n，t);所述連續(xù)變量(CWV=義分5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟3中構(gòu)造的罰函數(shù)為：I,jG0ax (25) 0^b/n,t^l,nG0th (26) 其中，公式（9)和（10)為松弛后的整型變量的取值范圍約束。7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟5中包括： 步驟501，將所述等價(jià)模型M2的所述最優(yōu)解中的所述整型變量（b'lt，b' n，t)作如下 處理： ① 若所述整型變量大于等于〇,小于等于〇. 3,則將其取整為0,假定該類整型變量的個(gè) 數(shù)為na; ② 若所述整型變量大于等于〇. 7,小于等于1，則將其取整為1，假定該類整型變量的個(gè) 數(shù)為nb; ③ 若所述整型變量大于〇. 3,小于0. 7,則需分別將其取整為0和1，假定該類整型變量 的個(gè)數(shù)為n。； 得到所述整型變量值固定的種組合，對(duì)應(yīng)所述能源公輔設(shè)備的種運(yùn)行/停止?fàn)?態(tài)組合； 步驟502,針對(duì)每種所述能源公輔設(shè)備的運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)組合，采用基于隨機(jī)搜索的智 能算法求解所述能源公輔設(shè)備運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)確定前提的能源綜合調(diào)度模型M3,得到每組 整型變量固定組合下的最優(yōu)解，所述能源綜合調(diào)度模型M3為：步驟503,判斷是否已遍歷所有所述能源公輔設(shè)備運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)組合，是則繼續(xù)執(zhí)行 步驟504,否則轉(zhuǎn)所述步驟502 ; 步驟504,比較所述步驟502中得到的2~種組合下的最優(yōu)解，找出其中的最小值，作為 所述優(yōu)化調(diào)度模型Ml的最優(yōu)解。
【專利摘要】本發(fā)明適用于鋼鐵能源生產(chǎn)及信息技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種鋼鐵企業(yè)能源綜合調(diào)度問題的雙層尋優(yōu)方法，包括：建立鋼鐵企業(yè)能源綜合調(diào)度的優(yōu)化調(diào)度模型M1；將整型變量松弛為在閉區(qū)間[0，1]內(nèi)取值的連續(xù)變量，將連續(xù)變量替換為連續(xù)變量與其對(duì)應(yīng)的松弛后的整型變量的乘積；構(gòu)造罰函數(shù)，將罰函數(shù)加入模型M1的目標(biāo)函數(shù)中，形成模型M2的目標(biāo)函數(shù)；計(jì)算模型M2滿足約束條件的最優(yōu)解，判斷模型M2的最優(yōu)解中的整型變量取值是否均為0或1，是，以最優(yōu)解為最優(yōu)解，否，根據(jù)整型變量的取值范圍確定各個(gè)能源公輔設(shè)備運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)，得到最優(yōu)解。通過分別對(duì)整型變量進(jìn)行松弛和連續(xù)變量進(jìn)行代換處理，將其轉(zhuǎn)化為等價(jià)的、相對(duì)容易求解的一般非線性規(guī)劃問題，求解計(jì)算量明顯降低。
【IPC分類】G06Q50/02, G06Q10/06
【公開號(hào)】CN104966156
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510320763
【發(fā)明人】曾亮, 葉理德, 歐燕
【申請(qǐng)人】中冶南方工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月12日