多工况钢铁企业煤气-蒸汽-电力耦合系统优化调度研究

摘要

钢铁企业是耗能大户，同时也是污染物排放大户。随着我国钢铁企业近20年来的飞速发展，取得了举世瞩目的成就，但是环境污染、能源利用率低、产能过剩等诸多问题也接踵而来，钢铁企业正面临着严峻挑战。提高二次能源的利用率，降低能源成本，减少煤气、蒸汽等能源放散，是使钢铁企业摆脱困境的有效方法之一，同时也符合国家节能减排、循环经济的政策要求。
　　实际调度过程中调度人员无法综合考虑各方面因素进行调度，需要采用一定的调度方法来解决。调度依赖于预测数据，在能源预测的众多影响因素中，大型设备停机、故障等工况对能源系统的影响较大。因此本文将工况作为能源预测和调度问题的切入点，分析和研究多异常工况下能源产耗变化情况，并在异常工况发生时段和电的峰平谷时段进行能源的优化调度，在保证生产安全的前提下，使能源的分配最优，产生的效益最大。
　　本文基于某钢铁企业进行煤气、蒸汽、电力耦合优化调度的研究和实现，主要研究多工况下的能源调度问题，主要工作包括:
　　1.分析了煤气、蒸汽、电在多种异常工况下的不平衡情况，并通过异常工况信息来预测能源介质的产耗变化量;
　　2.以某钢铁企业作为研究对象，对能源介质的产耗关系进行分析，建立能源调度模型，调度模型是以成本最小、效益最优为目标的耦合数学模型，并根据调度单元的特性，确定相关的约束条件，并通过实例验证了模型的正确性和有效性;
　　3.能源调度模块的设计与实现，从模块结构、模块功能和实现等几个层面进行了说明，并在易用性、实用性方面进行改进，增强用户体验。
　　实例分析表明，调度模型能够根据异常工况发生时段和电的峰平谷时段进行优化调度，通过对调度结果的分析，模型能够减少煤气放散、保证蒸汽的供应以及增加发电效益，调度方案符合实际调度过程和安全生产的要求，并且调度模块在现场应用中取得了较好的效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 钢铁企业能源系统特点

1．3 相关研究进展及问题

1．3．1 预测方法简介

1．3．2 钢铁企业能源预测的研究现状

1．3．3 调度方法简介

1．3．4 钢铁企业能源调度的研究现状

1．4 研究思路

1．5 论文构成

第2章 多异常工况下煤气、蒸汽、电的不平衡量预测

2．1 异常工况对能源产耗量的影响

2．2 多异常工况叠加的能源产耗变化预测方法

2．3 本章总结

第3章 调度建模方法与实例分析

3．1 调度建模方法

3．1．1 变量定义及说明

3．1．2 数学描述及目标函数

3．1．3 约束条件

3．1．4 调度模型的执行步骤

3．2 调度模型主要考虑的问题

3．2．1 分时电价对成本的影响

3．2．2 设置调整成本来避免频繁的调度

3．2．3 多工况下的调度

3．2．4 多介质耦合的调度

3．2．5 求解速度的优化

3．3 某钢铁企业的煤气、蒸汽、电的调度实例分析

3．3．1 该钢铁企业现状分析

3．3．2 调度模型变量及相关参数设置

3．3．3 无异常工况下电的峰平谷时段的调度分析

3．3．4 多异常工况下的优化调度分析

3．4 本章总结

第4章 能源调度模块的开发及应用

4．1 模型结构

4．2 模块设计及实现

4．2．1 产耗预测模块

4．2．2 优化调度模块

4．2．3 获取数据模块

4．3 调度模块在实际现场的应用

4．4 本章总结

第5章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 研究展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢