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钢铁企业能源动态平衡和优化调度问题研究和系统设计

江文德  
【摘要】:钢铁工业是高能耗行业。在钢铁企业搞好能源管理工作,对企业生产所需能源进行优化调度以达到能源动态平衡和优化利用,节约能源,提高能源利用效率,有重要意义。钢铁企业能源众多,能源系统结构复杂,解决好能源调度问题需要从整体出发,建立问题模型,统筹规划,优化调度。 本文针对钢铁企业能源动态平衡和优化调度问题,提出了以能源系统数学模型为基础、建立能源调度问题的数学规划描述、进一步进行系统软件实现的解决方案,同时介绍了系统设计、系统软件实施架构和实现过程。本文的主要工作包括: 1.对钢铁企业能源相关单元进行分类,为各类单元模型确定统一建模方法。根据企业设备与能源之间的相互关系,将其组成的相应调度单元分为四类,分别为其确定相应的建模方法。考虑定性因素影响,为模型引入虚拟变量。模型能源相关量采用线性描述。提出模型精度评价和修正方案。 2.以管网和单元模型为基础,将调度问题描述为数学规划的形式。将用户的多种需求描述为相应的目标函数,通过已建立单元模型,建立一般的管网能源平衡方程约束,进一步,通过考察各分类单元模型的约束条件、能源系统整体约束条件,将能源动态平衡和优化调度问题表述成数学规划的形式。 3.数学规划问题求解。通过目标函数转化,将最终问题转化为线性数学规划。针对规模庞大的问题,采用原始一对偶内点法求解。并引入动态优化策略,增强了系统处理异常突发事件的能力。 4.能源调度系统设计与实现。从系统实现的基础入手,综合考虑系统架构、与外部的接口、数据库、界面设计、性能、安全性、用户的易操作性等因素,介绍了软件系统实现内部的表达、组织结构和实现细节等具体实现问题。


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