復雜系統(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，在運行的過程中會出現(xiàn)煤氣產(chǎn)耗不平衡的問題，使得煤氣資源利無法得到有效利用，造成能源的極大浪費。
　　本文以某鋼鐵企業(yè)（長流程）的煤氣系統(tǒng)作為研究對象，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，開展

2、了設(shè)備運行時序的優(yōu)化研究。主要研究內(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)工藝和運行方式，在基于運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲取焦炭、燒結(jié)礦、球團礦、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)速率為主導變量、兼顧設(shè)備主要運行方式（如高爐減風與復風等）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，并運用改進基因設(shè)計的遺傳優(yōu)化算法，獲得與日際生產(chǎn)計劃相應的多煤氣介質(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)備時序

4、優(yōu)化研究
　　時序是指可間斷生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)改變時刻與持續(xù)時長，時序優(yōu)化就是利用可間斷生產(chǎn)設(shè)備的這種特點，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最小與消耗設(shè)備運行狀態(tài)改變最少為目標，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。
　　針對該模型提出了一種

5、降低遺傳算法基因維數(shù)的方法。時序優(yōu)化模型的每一組優(yōu)化解對應一個時序矩陣（矩陣的行表示時間，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)求解方式會令矩陣中每一個元素為一個基因，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數(shù)，當“1”少于“0”時，“1”的個數(shù)即為該行的基因個數(shù)，反之亦然。每個基因?qū)粋€元素（“1”或