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冶金行业是高能耗行业,在冶金企业中搞好能源计划工作,对企业生产所需能源进行优化调度以达到节约能源、提高能源利用效率的目标,有重要意义。冶金企业所涉及的能源众多,能源系统结构复杂,解决好能源计划问题需要从整体出发,建立问题模型,统筹规划,优化调度方案。
本文针对冶金企业能源计划问题,提出了以能源系统数学模型为基础、建立能源计划问题的数学规划描述,设计能源计划问题的次优算法,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.给出了冶金企业能源计划问题的一般数学模型表达,提出将冶金企业能源系统抽象为一个网络结构系统,能源相关设备地表达为工作点,把能源系统的物理结构,能源的流动方向、分配关系和连接在上的工作点结合起来,通过设置工作点与能源管网的相关参数,形成能源系统结构。对于能源计划问题,通过确定目标函数,考虑实际情况中的各种约束条件,将其表示为数学规划问题。
2.设计了能源计划问题的随机搜索次优算法。利用已经确定的能源模型,对能源计划问题对应的数学规划问题,给出其详细的求解过程。从系统整体出发,根据能源需求、能源管网传输压力和能源存储工作点的当前状态,确定后续时间段内的能源生产与分配方案,以确保能源稳定供给和生产安全运行的同时最大效率利用二次能源。根据不同的计划目标,实施不同的能源调度策略。
3.对冶金企业能源计划系统进行了整体的分析,通过业务流程分析,整理出了系统的三大基本功能:能源模型管理、能源计划编制、能耗分析。通过数据流程分析得到了系统要进行存储和处理的数据的基本结构,以及关键的数据处理过程,为系统设计提供了目标。
4.依据结构化的系统设计思想对分析阶段得到的需求进行设计,对于系统运行的性能和可扩展需求设计了多层次的系统结构,利用数据库设计的相关方法设计出了系统的数据库模型,对于系统中关键的数据处理过程进行了流程设计,为系统实现绘制了蓝图。对系统实现的整体架构和技术环节进行了阐述,同时对系统测试与调试的过程进行了简单介绍,最后给出了系统部署的具体方案。