復(fù)雜系統(tǒng)多能源介質(zhì)的優(yōu)化調(diào)度.pdf

1、在鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩、全行業(yè)虧損以及供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的大背景下，充分利用副產(chǎn)煤氣，成為鋼鐵企業(yè)減少排放、降本增效的重要手段。
　　在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部，副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及的設(shè)備數(shù)量眾多，且設(shè)備煤氣產(chǎn)耗特性差別巨大，在運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)煤氣產(chǎn)耗不平衡的問(wèn)題，使得煤氣資源利無(wú)法得到有效利用，造成能源的極大浪費(fèi)。
　　本文以某鋼鐵企業(yè)（長(zhǎng)流程）的煤氣系統(tǒng)作為研究對(duì)象，在設(shè)備的煤氣產(chǎn)耗特性建模以及多煤氣介質(zhì)混合配比優(yōu)化的基礎(chǔ)上，開(kāi)展

2、了設(shè)備運(yùn)行時(shí)序的優(yōu)化研究。主要研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:
　　(1)鋼鐵企業(yè)設(shè)備煤氣產(chǎn)耗特性建模研究
　　根據(jù)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)工藝和運(yùn)行方式，在基于運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)獲取焦炭、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、鐵和鋼產(chǎn)量匹配關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立了以鐵水平均生產(chǎn)速率為主導(dǎo)變量、兼顧設(shè)備主要運(yùn)行方式（如高爐減風(fēng)與復(fù)風(fēng)等）的特性模型，包括:煤氣生產(chǎn)設(shè)備特性（產(chǎn)氣特性）、煤氣消耗設(shè)備特性（耗氣特性）。
　　(2)鋼鐵企業(yè)多煤氣介質(zhì)最優(yōu)混合配比研究
　

3、　提出一種混合煤氣逆向分解的方法，巧妙地將多種熱值的混合煤氣逐層分解為（固定熱值的）各單一煤氣的體積占比，為后續(xù)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
　　建立了多煤氣介質(zhì)最優(yōu)混合配比模型，并運(yùn)用改進(jìn)基因設(shè)計(jì)的遺傳優(yōu)化算法，獲得與日際生產(chǎn)計(jì)劃相應(yīng)的多煤氣介質(zhì)混合優(yōu)化解——各設(shè)備所獲得混合煤氣的熱值和熱量。該優(yōu)化算法中利用基因初始化的范圍區(qū)間控制混合煤氣的熱值范圍，算例結(jié)果表明，顯著減少了約束方程及決策變量的數(shù)量。
　　(3)鋼鐵企業(yè)煤氣消耗設(shè)備時(shí)序

4、優(yōu)化研究
　　時(shí)序是指可間斷生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)改變時(shí)刻與持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，時(shí)序優(yōu)化就是利用可間斷生產(chǎn)設(shè)備的這種特點(diǎn)，平衡系統(tǒng)中的煤氣產(chǎn)耗。
　　在特性建模與多煤氣介質(zhì)最優(yōu)混合配比研究的基礎(chǔ)上，建立了煤氣消耗設(shè)備時(shí)序優(yōu)化的0-1整數(shù)規(guī)劃模型，該模型以自備電廠熱量波動(dòng)最小與消耗設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)改變最少為目標(biāo)，并綜合考慮了三種副產(chǎn)煤氣體積守恒、自備電廠日際輸入熱量約束，煤氣設(shè)備與自備電廠的熱值約束以及流量約束。
　　針對(duì)該模型提出了一種

5、降低遺傳算法基因維數(shù)的方法。時(shí)序優(yōu)化模型的每一組優(yōu)化解對(duì)應(yīng)一個(gè)時(shí)序矩陣（矩陣的行表示時(shí)間，矩陣的列表示各設(shè)備，矩陣中元素為“0”或“1”，每一行中“0”或“1”的個(gè)數(shù)已知，但其在每一行中位置有待優(yōu)化），傳統(tǒng)求解方式會(huì)令矩陣中每一個(gè)元素為一個(gè)基因，基因數(shù)量眾多，增加了模型的求解困難。為此，本文提出了一種新的基因設(shè)置方式，首先確定每一行的基因個(gè)數(shù)，當(dāng)“1”少于“0”時(shí)，“1”的個(gè)數(shù)即為該行的基因個(gè)數(shù)，反之亦然。每個(gè)基因?qū)?yīng)一個(gè)元素（“1”或