煉鋼過程氣體能源系統(tǒng)預(yù)測與調(diào)度方法及應(yīng)用.pdf

1、作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，鋼鐵工業(yè)的節(jié)能減排狀況直接影響到企業(yè)的國際競爭能力和國家綠色制造等目標(biāo)的實現(xiàn)。煉鋼過程是鋼鐵生產(chǎn)的核心工藝流程，解決相關(guān)氣體能源系統(tǒng)的預(yù)測與調(diào)度問題，對鋼鐵行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。隨著相關(guān)研究的逐步深入，企業(yè)現(xiàn)場對于相關(guān)氣體能源介質(zhì)的預(yù)測時長、輸出維度、調(diào)度效率等方面之要求日益提高。針對國內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)煉鋼過程的轉(zhuǎn)爐煤氣、氧氣等氣體能源系統(tǒng)實際情況，本論文研究了一系列基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的預(yù)測與平衡優(yōu)化方法，具體內(nèi)容如下:

2、
　　針對轉(zhuǎn)爐煤氣、氧氣、氮氣等氣體能源介質(zhì)產(chǎn)消量的長期預(yù)測問題，提出一種基于粒度計算的長期預(yù)測模型。該方法充分考慮數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的階段性生產(chǎn)特征，將數(shù)據(jù)分割為長度不等的粒子，基本分析單元由數(shù)據(jù)點變?yōu)閿?shù)據(jù)段，預(yù)測尺度得以拓展;隨后采用動態(tài)時間彎曲路徑，將非等距數(shù)據(jù)等距規(guī)范化，以適應(yīng)后續(xù)聚類要求;最終借助模糊C均值聚類、模糊推理和解模糊化等手段，完成長期預(yù)測。
　　針對轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)存儲量的多輸出預(yù)測問題，分別提出基于多輸出最小二乘

3、支持向量機的短期預(yù)測模型和基于粒度計算的混合協(xié)同模糊聚類多輸出長期預(yù)測模型。前者不僅考慮單一柜位擬合誤差，同時將多個轉(zhuǎn)爐煤氣柜柜位間相互影響描述為綜合擬合誤差計入模型。后者從轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)各單元實際物理連接特點出發(fā)，將煤氣柜柜位的影響因素、多柜位間的相互影響分別按橫向、縱向協(xié)同聚類結(jié)構(gòu)混合建立在一個模糊模型中，并借助粒度計算理論體系，將預(yù)測時長延展至8小時以上，實現(xiàn)中長期預(yù)測。
　　針對制氧系統(tǒng)的平衡優(yōu)化問題，以前述氧氮需求量長期預(yù)

4、測結(jié)果為基礎(chǔ)，提出一種基于混合整數(shù)線性規(guī)劃的能源介質(zhì)調(diào)度模型。該模型將控制氣體能源放散設(shè)定為優(yōu)化目標(biāo)，在約束條件中除描述設(shè)備負(fù)荷能力、氣液狀態(tài)轉(zhuǎn)換等信息外，還將氧氣能源調(diào)度總量、調(diào)度單元個數(shù)等作為約束條件，在建模過程中即避免過度調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)設(shè)備過多等問題。
　　基于國內(nèi)某大型鋼鐵企業(yè)煉鋼過程中的轉(zhuǎn)爐煤氣、氧氣、氮氣等氣體能源系統(tǒng)實際運行數(shù)據(jù)，本論文對上述所提出的預(yù)測及調(diào)度方法給出了運行實驗，表明所提方法針對現(xiàn)場的單/多輸出短期/長期