一种冶金企业副产煤气离线分析在线调度方法

摘要

本发明一种冶金企业副产煤气离线分析在线调度方法，有一个数据收集服务器与煤气产销计划管理系统相连接，所述数据收集服务器根据所述系统提供的数据通过管网数学模型、煤气供需系统预测模型和煤气供需系统优化调度模型，进行冶金企业副产煤气供需系统的在线调度；本发明大幅度提高钢铁企业能源设备的生产率，保证各用气设备能在设计负荷下工作，提高设备运行效率；能有效减少煤气放散、充分利用二次煤气能源，确保生产经济合理运行；能做出及时、快速和准确的预测与处理方案，把故障所造成的影响控制在最低限度；能为调度人员提供调度理论依据，减少调度的主观盲目性，使调度命令及时准确的下发下去；为理顺钢铁企业生产，领导层的决策提供重要数据参数。

说明书

技术领域

本发明属于钢铁企业副产煤气应用技术领域，特别涉及一种冶金企业副产煤气离线分析在线调度方法，可以对钢铁企业三种主要的副产煤气的产销过程进行综合分析，用于实现对钢铁企业副产煤气的在线优化调度。

背景技术

随着钢铁工业的快速增长，其作为高消耗、高污染的工业“大户”，资源能源消费约束明显显现，能源供求矛盾日益突出，使钢铁工业在防污减排、节能降耗等方面承受着巨大的压力。目前，我国钢铁企业普遍存在副产煤气利用率低、放散（不利用的释放）量大等问题，既造成了极大的副产煤气能源浪费和环境污染，又增加了生产成本。对钢铁联合企业而言，副产煤气资源的合理利用和规划直接影响到企业的持续发展和竞争能力，只有给以高度的重视和科学合理的规划，才能适应钢铁企业各工序生产紧密性、连续性的特点。高炉煤气(BFG)、焦炉煤气(COG)、转炉煤气(LDG)都是钢铁企业的副产煤气，是其最重要的二次能源。目前，大部分钢铁企业副产煤气调度均依靠人工经验，没有建立科学的预测方法或系统，导致对副产煤气需求预测的不全面和不科学。煤气优化调度的目标是达到副产煤气的平衡与煤气分配利用的优化，即在确保安全生产和能源稳定供给的前提下，充分利用好副产煤气，提高能源综合利用效率。因此，全面分析钢铁企业的煤气状况，科学制定副产煤气供需之间的平衡调度对策，对发展钢铁生产、降低能源消耗和改善环境都有重要的意义。

目前，国内外针对钢铁企业副产煤气的产销优化调度应用研究大部分都集中在单体设备或静态平衡上，存在副产煤气大量发散、单体设备低负荷运行、数据无法量化、劳动负荷大、调度实施人为干扰因素多等诸多问题，调度工作缺乏系统性、及时性，限制了副产煤气的优化利用。

目前冶金企业还不具备副产煤气自动调度功能，副产煤气的调度主要通过调度人员和操作人员的经验及对系统的熟悉和了解程度，进行人为经验决策。由于个人经验和生产认识不同导致煤气在调度过程中不能很好的适应不断变化的生产系统，往往不能到达最佳的调度效果，不能使工艺系统运行在最佳的负荷状态；另一方面由于能源介质生产涉及多个生产工艺过程，变量及安全限制因素多，反应具有一定滞后性。通过分析副产煤气调度现状，目前存在的主要问题包括：

(1)部分计量数据不精确：冶金企业大部分计量仪表计量准确，但随着生产的进行，由于仪表工作环境恶劣及操作人员维护不到位，导致部分仪表计量不准确、甚至损坏，严重限制了计量精度，为副产煤气的优化调度带来很大难度。

(2)动力调度人员任务繁琐：副产煤气调度人员每天都需要查阅、监视大量生产数据，进行数据的分析归纳，当出现生产波动及在副产煤气使用分配出现异议时，需要进行双方的协调和等待领导批示，这就导致了调度人员工作负荷大、任务繁琐。

(3)人为干扰因素多：由于副产煤气本身作为能源介质具有一定的价值，在实际使用中需要核算能源成本，导致二级企业都希望在不影响生产的情况下优化使用，但二级企业往往站在个人位置考虑，忽略整体利益。而在实际调度中又没有很好的理论依据，就导致经验分配和特权分配现象的出现，使各二级单位互相制约扯皮，煤气使用不客观、不科学。

(4)调度无法量化：由于副产煤气生产的波动性，调度人员凭经验进行平衡调度，因此，副产煤气用户无法得知平衡调度过程中的方法和瞬时数据。二级副产煤气用户只能在月平衡报表中看到月日累计数据，这就使得煤气用户不能及时掌握每天的平衡调度动向和比较分析平衡调度结果，导致了平衡调度结果量化性差。

发明内容

本发明是针对上述问题而提出的一种冶金企业副产煤气离线分析在线调度方法，对钢铁企业三种主要的副产煤气的产销过程进行综合分析，实现对钢铁企业副产煤气的在线优化调度。

本发明的技术方案是：一种冶金企业副产煤气离线分析在线调度方法，包括由副产煤气产出设备和煤气使用设备组成的副产煤气供需系统、由计算机终端和管理服务器组成的冶金企业副产煤气产销计划管理系统，所述副产煤气产销计划管理系统根据副产煤气供需系统的检修计划、生产计划、副产煤气消耗历史情况和副产煤气供应状况编制副产煤气供需计划报表并发出调度生产指令，副产煤气产出设备向副产煤气使用设备提供所需要的副产煤气资源；一个数据收集服务器与所述副产煤气产销计划管理系统相连接，所述方法进一步是：所述数据收集服务器根据所述冶金企业副产煤气产销计划管理系统提供的副产煤气供需计划报表和调度生产指令以及副产煤气资源数据通过管网数学模型、副产煤气供需系统预测模型和副产煤气供需系统优化调度模型，进行副产煤气供需、实际能耗与计划的比较、分析以及对标，并以报表、图表、曲线的统计方式显示出来，实现冶金企业副产煤气供需系统的优化在线调度；

所述管网数学模型是：首先根据冶金企业副产煤气产销计划管理系统提供的副产煤气供需计划报表、调度生产指令以及副产煤气资源，建立管道网络的能流输运模型，获取副产煤气在管网中输运而造成的压力及温度的变化，给出副产煤气加压站出口压力的预测值，保障煤气资源供需双方的压力匹配；同时为副产煤气在管道中的调度提供输运能力上的约束条件，保证调度方案得到有效执行；

所述副产煤气供需系统预测模型是：根据所述副产煤气供需系统的运行情况，进行副产煤气能源的分析计算，以副产煤气能源中间缓冲及副产煤气能源终点的网络节点为副产煤气资源的预测及平衡计算提供依据；同时根据动态因素、波动因素情况对用能设备副产煤气产耗的影响，制定能源设备预测的动态预案，保证动态情况下副产煤气供需系统预测功能的准确；

所述副产煤气供需系统优化调度模型是：依据副产煤气供需系统在不同工况下的调度依据，分别建立以副产煤气放散最小和副产煤气使用的收益最大为目标的优化调度模型。

进一步，所述能流输运模型包括副产煤气发生系统、副产煤气储存系统、副产煤气混合加压安保系统以及副产煤气用户；

所述副产煤气发生系统由高炉副产煤气、转炉副产煤气和焦炉副产煤气组成；

所述副产煤气储存系统由高炉副产煤气柜、转炉副产煤气柜和焦炉副产煤气柜组成；

所述副产煤气混合加压安保系统由副产煤气放散系统、副产煤气混合系统和副产煤气加压系统组成；

所述副产煤气用户包括烧结工序、焦化工序、炼铁工序、炼钢工序、轧钢工序、发电工序和辅助工序；

高炉副产煤气和高炉副产煤气柜之间形成第一高炉副产煤气管网，转炉副产煤气和转炉副产煤气柜之间形成第一转炉副产煤气管网，焦炉副产煤气和焦炉副产煤气柜之间形成第一焦炉副产煤气管网；高炉副产煤气柜和副产煤气混合加压安保系统之间形成第二高炉副产煤气管网，转炉副产煤气柜和副产煤气混合加压安保系统之间形成第二转炉副产煤气管网；焦炉副产煤气柜和副产煤气混合加压安保系统之间形成第二焦炉副产煤气管网；所述副产煤气混合加压安保系统和煤气用户之间形成副产煤气用户管网。

进一步，所述副产煤气在管道中的调度提供输运能力上的约束条件是：

副产煤气产销总量平衡约束条件,即无论副产煤气如何平衡调度，其总量不变；                        

副产煤气产销可变型单元约束条件，即要求可变化的煤气配比满足加热要求、单体设备副产煤气供应量满足要求、副产煤气的供应速度满足要求；

副产煤气缓冲型单元约束条件，即副产煤气能源中间缓冲中的副产煤气柜同时要满足压力、流量变化的要求，保证一段时间内的副产煤气供应量及使用安全。

所述优化在线调度的步骤是：

a.读取调度单元参数数据：即读取副产煤气供需系统仪表参数数据，所述参数数据实时更行，更新速度是5-10秒钟一次；

b.进入功能模块预测：即进入管网数学模型、副产煤气供需系统预测模型和副产煤气供需系统优化调度模型进行预测； 

c.进入计算副产煤气流量数值：根据生产计划及优化数学模型方法，进行煤气用户分配计算，完成副产煤气调度初步计算以及分配后的数据； 

d.判断缓冲与安保条件：如满足副产煤气柜存储、管道压力安全设定即进入接下来的步骤e，如不满足副产煤气柜存储，则进入步骤h；

e.副产煤气动态预警提示：即是否满足约束条件； 

f.系统判断：进针对预警提示判断，如满足设定的约束条件则进入步骤g，如不满足设定的约束条件则进入步骤i； 

g.进行调整方案，自动计算出最优调度方案，进入步骤i；

h.计算误差；

i.数据库数据同步，更新数据库。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

（1）能大幅度提高钢铁企业能源设备的生产率，保证各用气设备能在设计负荷下工作，提高设备运行效率；

（2）对各种副产煤气的在线调控，能有效减少煤气放散、充分利用二次煤气能源，确保生产经济合理运行，实现节能和环保效益； 

（3）在副产煤气产销单元出现异常和事故时，能作出及时、快速和准确的预测与处理方案，把故障所造成的影响控制在最低限度； 

（4）能为调度人员提供调度理论依据，减少调度的主观盲目性，使调度命令及时准确的下发下去；

（5）提供历史调度数据、用气设备运行参数，为理顺钢铁企业生产，领导层的决策提供重要数据参数。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

附图说明

图1是副产煤气优化调度系统总体结构图； 

图2是副产煤气供需系统简化框图； 

图3是简化的管道网络的能流输运模型图； 

图4是副产煤气优化在线调度的一种单纯形法的求解框图。

具体实施方式

一种冶金企业副产煤气离线分析在线调度方法，包括由副产煤气产出设备和煤气使用设备组成的副产煤气供需系统、由计算机终端和管理服务器组成的冶金企业副产煤气产销计划管理系统，所述副产煤气产销计划管理系统根据副产煤气供需系统的检修计划、生产计划、副产煤气消耗历史情况和副产煤气供应状况编制副产煤气供需计划报表并发出调度生产指令，副产煤气产出设备向副产煤气使用设备提供所需要的副产煤气资源；一个数据收集服务器与所述副产煤气产销计划管理系统相连接，所述方法进一步是：所述数据收集服务器根据所述冶金企业副产煤气产销计划管理系统提供的副产煤气供需计划报表和调度生产指令以及副产煤气资源数据通过管网数学模型、副产煤气供需系统预测模型和副产煤气供需系统优化调度模型，进行副产煤气供需、实际能耗与计划的比较、分析以及对标，并以报表、图表、曲线的统计方式显示出来，实现冶金企业副产煤气供需系统的优化在线调度；

所述副产煤气产出设备和煤气使用设备包括副产煤气产生设备、副产煤气消耗设备、副产煤气传输管道、副产煤气混合加压站、各种阀门仪表等设备；

所述管网数学模型是：首先根据冶金企业副产煤气产销计划管理系统提供的副产煤气供需计划报表、调度生产指令以及副产煤气资源，建立管道网络的能流输运模型，获取副产煤气在管网中输运而造成的压力及温度的变化，给出副产煤气加压站出口压力的预测值，保障煤气资源供需双方的压力匹配；同时为副产煤气在管道中的调度提供输运能力上的约束条件，保证调度方案得到有效执行；

所述副产煤气供需系统预测模型是：根据所述副产煤气供需系统的运行情况，进行副产煤气能源的分析计算，以副产煤气能源中间缓冲及副产煤气能源终点的网络节点为副产煤气资源的预测及平衡计算提供依据；同时根据动态因素、波动因素情况对用能设备副产煤气产耗的影响，制定能源设备预测的动态预案，保证动态情况下副产煤气供需系统预测功能的准确；

所述副产煤气供需系统优化调度模型是：依据副产煤气供需系统在不同工况下的调度依据，分别建立以副产煤气放散最小和副产煤气使用的收益最大为目标的优化调度模型。

实施例中的方法是通过副产煤气优化调度系统实现的，所述的副产煤气调度系统是一个庞大的分布式集成系统，应充分考虑和基础设备的数据交换能力，数据通过计算机终端和管理服务器组成的冶金企业煤气产销计划管理系统网络连接并和数据收集服务器连接，共同实现副产煤气数据的采集、存储、管理与调度等功能。

如图1所示，副产煤气优化调度系统总体结构由三层构成，分别包括信息采集层、实时数据处理层和应用操作层，所述信息采集层中包括数据采集及控制通过EMS系统建立通讯协议，按副产煤气供需系统需要采集数据；所述实时数据处理层由计算机终端和管理服务器组成，包括有历史数据库和实时数据库；所述应用操作层是副产煤气应用操作层，该操作层有显示设备和输入设备，其主要功能是副产煤气调度、平衡、计划等。其中信息采集层的软硬件都为基础设备原有软硬件，不需要另外添置；应用操作层主要为操作人员提供的人机交互功能，实现数据可视化、完成人工数据模型输入；数据处理层为调度系统的核心部分，包括所述的管网数学模型、副产煤气供需系统预测模型和煤气供需系统优化调度模型，调度专家系统库、实时数据库等。

如图2所示，一个副产煤气管网的能流输运模型包括副产煤气发生系统1、副产煤气储存系统2、副产煤气混合加压安保系统3以及副产煤气煤气用户4，所述副产煤气发生系统由高炉副产煤气1-1、转炉副产煤气1-2和焦炉副产煤气1-3组成，所述副产煤气储存系统由高炉副产煤气柜2-1、转炉副产煤气柜2-2和焦炉副产煤气柜2-3组成，副产煤气混合加压安保系统由副产煤气放散系统3-1、副产煤气混合系统3-2和副产煤气加压系统3-3组成，所述副产煤气用户包括烧结工序4-1、焦化工序4-2、炼铁工序4-3、炼钢工序4-4、轧钢工序4-5、发电工序4-6和辅助工序4-7。高炉副产煤气和高炉副产煤气柜之间形成第一高炉副产煤气管网5，转炉副产煤气和转炉副产煤气柜之间形成第一转炉副产煤气管网6，焦炉副产煤气和焦炉副产煤气柜之间形成第一焦炉副产煤气管网7；高炉副产煤气柜和副产煤气混合加压安保系统之间形成第二高炉副产煤气管网8，转炉副产煤气柜和副产煤气混合加压安保系统之间形成第二转炉副产煤气管网9；焦炉副产煤气柜和副产煤气混合加压安保系统之间形成第二焦炉副产煤气管网10；所述副产煤气混合加压安保系统和副产煤气用户之间形成副产煤气用户管网11。

上述实施例中：

一，针对管网数学模型的建立，从图2中看出副产煤气供需系统是一个极其复杂的管路系统，针对这样的复杂系统建模，模型的建立求解将极其复杂，因此有必要对原有管网物理模型设置一些假设并设置限制性条件，其中：

（1）副产煤气柜、副产煤气混合站、副产煤气加压站及副产煤气混合站都不是副产煤气的生产消耗设备，仅考虑为副产煤气管道中的一部分，只将其中的管网压力作为副产煤气使用的限制条件；

（2）将副产煤气放散装置假设为煤气用户，其限制条件为所有煤气用户满负荷运行时的最后煤气用户；

（3）副产煤气主管网只包括高炉副产煤气、焦炉副产煤气、转炉副产煤气管网，将高焦混合副产煤气消耗分别考虑为高炉副产煤气焦炉副产煤气的单独用户；

（4）管网中存在的精炼煤气由于只使用焦炉副产煤气，因此只将其看做焦炉副产煤气的使用用户；

（5）忽略副产煤气传输过程中存在的泄漏问题及由于计量误差导致的干扰条件；

（6）某些固定设备具有的限制性条件将作为建模权重因子成为限制条件。

根据上述条件可以将煤气管网进行简化，设有S个煤气主管网，分别为S₁、S₂…S_k，并有N₁、N₂…N_i个副产煤气消耗单元及N₁、N₂…N_j个副产煤气生产单元与主管网相联，简化的管网模型如图3所示。根据副产煤气管网模型图，可用如下公式表示：

                                

矩阵中的元素只能等于-1、0、1，对于元素N_i,j有：

二，针对所述副产煤气供需系统预测模型的建立：实施例中，副产煤气单元模型是以调度对象的最小生产单元，用以描述各单元的具体状况。副产煤气调度单元模型中由于各元素消耗、产生的煤气生产工艺各不相同，因此对众多的副产煤气调度单元使用单一的建模方法是不可行的，为此根据单元的使用性质将其进行分类，具体如下：

（1）副产煤气产销固定型单元，即副产煤气产销和生产计划成线性关系的单元，如给定生产计划则副产煤气的产生量及消耗量都是比较固定的数值，数据是连续的，如焦炉、加热炉、锅炉等；该单元模型特点为在生产过程当中，副产煤气的产生和消耗（无论单一副产煤气还是混合副产煤气）的数量和种类均为定值，不能随意替换和更改，否则将影响正常生产。

（2）副产煤气产销可变型单元，该部分模型影响参数较多，其煤气的产生消耗由多种参数综合作用而出，一般成函数关系，需要运用数学方法求解，且很多数据具有滞后性和不确定性，数据稳定性差；如高炉等；该单元模型特点为在生产过程当中，副产煤气的产生和消耗（无论单一副产煤气还是混合副产煤气）的数量和种类具有可调节性，替换和更改不影响正常生产，但具有一定的约束条件，如煤气配比、流量、热值等。

（3）副产煤气缓冲型单元，即作为副产煤气储存和缓冲用单元，当副产煤气量大时，提供存储空间，减少放散；当副产煤气量不够时，提供应急煤气供生产使用，并保证生产用副产煤气具有稳定的压力、成分、温度；如副产煤气柜、副产煤气加压混合站等；该单元特点是具有能源缓存能力的调度单元，该单元不参加煤气的产销，但对副产煤气管网具有一定的调节平衡能力。其缓冲能力的大小取决于副产煤气柜容量大小、柜位变化速率约束、柜位上下限约束、管网压力范围等。

针对不同的副产煤气单元，分别建立其数学模型如下：

（1）副产煤气产销固定型单元数学模型：

对于副产煤气产销固定型单元设备模型，其特点是副产煤气产消量在给定输入后唯一确定，故可以直接以线性函数表达式为：

                                           

式中：为副产煤气产销固定型单元设备的能源消耗或者产生量；

为副产煤气产销固定型单元设备的生产任务；

为副产煤气产销与生产任务的函数关系。

（2）副产煤气产销可变型单元数学模型：

对于副产煤气产销可变型单元设备模型，其特点是各种能源之间的产消关系具有可调节性，通过不同副产煤气能源的配比系数来调节各种副产煤气配比关系，采用偏最小二乘回归方法建立的模型表达式为：

                     

式中： 为副产煤气产销可变型单元n 的消耗系数；

为副产煤气产销可变型单元n 的副产煤气消耗量；

为副产煤气产销可变型单元生产任务；

为副产煤气产销可变型单元的函数关系。

（3）副产煤气缓冲型单元数学模型：

副产煤气缓冲型单元设备本身并没有副产煤气的消耗，只是对副产煤气应有具有一定的缓冲作用，其仍然可以采用偏最小二乘法建模，建立的模型表达式为：

                                         

式中：为副产煤气缓冲设备的煤气流入量：

为副产煤气缓冲设备的煤气流出量；

为副产煤气缓冲设备的流量变化与副产煤气缓冲设备状态变化的比例系数；

为副产煤气缓冲设备内部某参数的变化量；

三，针对所述副产煤气供需系统优化调度模型的建立：副产煤气系统优化调度的最终目标是寻求副产煤气利用的最优方法，实现经济效益、环境效益最大化，所谓效益最大化就是综合考虑副产煤气的利用价值、生产产品的附加值及环境负荷的伤害值的一个综合评价体系。由于煤气产销一直处于一个相对不平衡的动态过程，伴随生产计划、检修计划及各种突发状况而变化，如何确定一个在当时条件下的最佳副产煤气方案是煤气优化调度的工作重心。调化调度模型建立的基础是要确定目标函数，并以保证生产安全、设备安全和副产煤气能源稳定供给为约束条件。如上所述我们可以讲该调度单元分为可调节单元和不可调节单元，而缓冲单元作为一种限制条件的调度单位，在建立模型中如副产煤气过量则放散、副产煤气不足则关闭部分可调节副产煤气单元。

其中，优化调度模型涉及的参数包括：

（1）副产煤气管网参数S_k，设在企业内部有k个副产煤气管网，其中包括有缓冲管网i个和无缓冲管网j个，其中i+j=k；

（2）连接到副产煤气管网S_k参数，设连接到该管网上的副产煤气产销固定型单元总数为u个，其设定参数为N_k,u；设连接到该管网上的副产煤气产销可变型单元总数为v个，其设定参数为N_k,v；

（3）设调度的时间参数为t_i；

（4）对于给定的时间间隔t_i，某管网S_k，有如下生产变量参数：

a. 为副产煤气产销可变型单元从某能源管网k上消耗的副产煤气；

b. 为副产煤气产销固定型单元从某能源管网k上消耗的副产煤气；

c. 为副产煤气产销可变型单元从某能源管网k上生产的副产煤气；

d. 为副产煤气产销固定型单元从某能源管网k上生产的副产煤气；

e. 为管网S_k的副产煤气生产量之和；

f. 为管网S_k的副产煤气消耗量之和；

g. 为管网S_k的副产煤气放散量；

副产煤气优化调度平衡方程：根据副产煤气生产状态，当高炉副产煤气、焦炉副产煤气富余时直接放散；当转炉副产煤气时富余则停止回收转炉副产煤气。而当副产煤气不足时，则关停某些用于调节副产煤气的设备。通过之前的优化调度参数设定可以建立副产煤气平衡方程组为：

副产煤气优化调度方程目标函数：根据平衡优化需要，副产煤气平衡方程组优化目标为：

（1）副产煤气供销平衡：

供销平衡的目的是通过合理调整生产单元，达到副产煤气供需基本平衡，最佳目标是副产煤气即没有放散也没有不足，建立的方程如下：

                               

（2）副产煤气放散量最小：

副产煤气放散量最小的目的是通过合理调整生产单元，近可能使副产煤气全部消耗掉，建立的方程如下：

                    

副产煤气优化调度方程约束条件：由于冶金企业生产过程及其复杂，要使模型具有实用性，必须对方程组进行一些约束性条件，使用的约束条件具体如下：

（1）副产煤气产销总量平衡约束条件：

无论煤气如何平衡调度，其总量不变，其具体方程如下：

 +                                

（2）副产煤气产销可变型单元约束条件：

对于副产煤气产销可变型单元为了保证其能正常生产，就要求可变化的副产煤气配比（即热值）满足加热要求、单体设备副产煤气供应量满足要求、副产煤气的供应速度满足要求，建立的方程组如下：

                           

式中：

和分别表示副产煤气产销可变型单元副产煤气配比的最小和最大值；

和分别表示副产煤气产销可变型单元副产煤气消耗副产煤气量的最小和最大值；

为统计时间段内副产煤气产销可变型单元副产煤气流速的最大变化值。

（3）副产煤气缓冲型单元约束条件：

副产煤气缓冲型单元要求主要指企业中副产煤气能源中间缓冲中的副产煤气柜，副产煤气柜要求柜内副产煤气储量在一个合理的范围内，同时要满足压力流量变化的要求，保证一段时间（一天或两天）内的副产煤气供应量及使用安全。

其限制方程如下：

                           

式中：

副产煤气优化调度总方程：根据副产煤气优化调度平衡方程、目标函数方程、约束条件方程可建立副产煤气总调度方程，如下：

                      

副产煤气优化调度总方程的求解方法：副产煤气优化调度总方程的求解可以看成一个线性规划问题的求解，当方程建立以后可以将模型问题转化为一个纯数学求解线性规划的问题。对于副产煤气调度优化数学模型，求解该问题具有的特征如下：包含一个线性方程表示最优求解目标，并包含可用线性方程或不等式表示的约束条件及单体变量函数。

由于副产煤气优化调度总方程包含线性规划所具有的决策变量、约束条件和目标函数三个要素，是典型的现性规划问题。单纯形法、分解算法、修正单纯形法、两阶段法、大M法、投影尺度法和内点法都是线性规划问题的重要求解方法，针对煤气调度模型，本实施例仅考虑使用单纯形法进行求解。

单纯形法求解该线性规划问题的基本是:多维向量空间中具有线性规划问题的可行域的多面凸集，如果存在最优值则必在该凸集的某顶点处得到，该点对应的解为基本可行解。单纯形发求解的基本思想是:对得出的一个基本可行解，进行分析，判断是否是最佳解；若不是，则按照一定规则转换到另一优化的基本可行解，再判断；若还不是，则再转换，按此重复进行，并按此方法一直得到最优解；另外，如果问题无解，该方法也可以提供如图4所示的副产煤气优化在线调度的一种单纯形法的求解框图。

其中，所述优化在线调度的步骤是：

a.读取调度单元参数数据：即读取副产煤气供需系统仪表参数数据，所述参数数据实时更行，更新速度是5-10秒钟一次；

b.进入功能模块预测；即进入管网数学模型、副产煤气供需系统预测模型和副产煤气供需系统优化调度模型进行预测；包括历史数据对比、数学模型计算、专家库分析，如出现较大波动，则出现数据异常报警，否则进入步骤c；

c.进入计算副产煤气流量数值；根据生产计划及优化数学模型方法，进行煤气用户分配计算，完成副产煤气调度初步计算以及分配后的数据； 

d.判断缓冲与安保条件；如满足副产煤气柜存储、管道压力安全设定即进入接下来的步骤e，如不满足副产煤气柜存储，则进入步骤h；

e.副产煤气动态预警提示，即是否满足约束条件； 

f.系统判断，针对预警提示判断，如满足设定的满足约束条件则进入步骤g，如不满足设定的约束条件则进入步骤i；

g.进行调整方案，自动计算出最优调度方案，进入步骤i；

h.计算误差，计算结束；

i.数据库数据同步，更新数据库。

而对于副产煤气优化调度总方程的求解步骤：根据建立模型及求解框图，可以确定另一种副产煤气优化在线调度方法，具体的求解过程如下：

（1）根据物理模型确定副产煤气管网的数量和参与副产煤气调度单元的数量；

（2）根据管网简化模型确认网络结构矩阵，矩阵需要体现调度单元与副产煤气管网的连接情况；

（3）确认不同调度单元的能力（单元模型包括缓冲单元、产销固定型单元、产销可变型单元）；

（4）输入时间变量，确定调度起始时间和终止时间；

（5）导入产销固定型单元副产煤气参数，以便确定该单元需要副产煤气量：

（6）引入生产计划，以便进行下一步计算；

（7）导入产销可变型单元副产煤气参数，以便确定该单元需要副产煤气量；

（8）读取调度开始时刻各副产煤气储量值，初始化调度信息；

（9）初始化常量，即输入不同副产煤气的热值、不同副产煤气柜的储存参数、各副产煤气调度单元热值特性、运行等参数；

（10）初始化结束，开始求解模型；

（11）求解计算，判断用户参数是否调整过，若是，则调整约束条件（根据系统专家库）；否则采用默认的参数设置，并由模型自适应的调整其他一些参数，进入下一步迭代；

（12）生成变时段的各个调度单元的约束方程，并导入决策变量上下限；

（13）自动生成副产煤气产销平衡方程；

（14）选择目标函数，求解；

（15）判断结论是否成立，若否，返回（11）；否则退出，输出模型结果，制定调度方案。