钢铁工业作为国家重要的支柱性行业,也是典型的高耗能行业。随着国家“碳达峰、碳中和”战略目标的提出,以及钢铁行业自身转型升级发展的需要,如何实现钢铁行业在新形势下的高效生产运行与节能降本具有强烈的现实意义。钢铁生产具有多能源介质、多转换设备、多工序、长流程的生产特点。其能源系统中涉及到煤气、多级蒸汽、电力、动力煤、天然气等多种介质及蒸汽锅炉、汽轮机、自备电厂等多种能源转换设备。本课题对钢铁企业能源系统进行分析,构建能源平衡模型和约束模型。基于改进的群智能算法实现多能源计划优化和多介质能源动态调配,降低生产运行成本。主要工作如下:（1）对钢铁企业能源优化的研究背景与意义进行了概述,讨论了钢铁能源系统能源优化模型与优化算法的国内外研究现状,并对钢铁企业能源系统中的多场景因素的研究现状进行了阐述。（2）分析了钢铁能源系统的结构、组成部分和运行机理,对煤气-蒸汽-电力系统约束条件进行了研究,通过分析涉及多个设备、多种介质的钢铁能源系统,建立了钢铁企业的能量流模型。对钢铁能源系统多场景因素进行了分类研究,从设备工况场景,生产计划场景和动态介质价格场景三个方面对钢铁能源系统多场景因素进行了分析。（3）针对钢铁企业能源计划优化问题,提出一种基于改进的差分变异烟花算法（IFWA-DM）的钢铁企业能源计划优化模型,针对优化模型多变量,非线性,优化难度大的特点对算法进行改进。以经济运行成本最低为目标函数,通过优化日内各时段系统管网中的能源计划,提高富余煤气利用效率,降低生产运行成本。对动态介质价格场景因素,高炉休/复风场景因素进行分析,利用实际生产运行数据,建立场景模型。经过算法优化,获得正常运行场景下与高炉休风场景下的管网中24h煤气、蒸汽、电力的最优能源计划,总成本分别下降了3.29%和3.35%。（4）针对钢铁能源系统中介质在设备间的优化调配问题,提出一种基于改进差分进化算法的钢铁多介质能源优化调配模型,针对模型多变量,非线性,易陷入局部最优的特点,对算法进行改进。以生产运行成本最低为目标函数,对富裕煤气,动力煤等燃料在转换设备之间的调配方案进行优化。经过优化求解,分别得到了正常运行场景和休风场景下富余煤气,动力煤等燃料在设备间的分配方案以及设备间负荷分配结果,两种方案的生产运行成本相较于优化前分别降低了2.79%和2.88%。（5）设计了一个钢铁能源计划优化与调配管理平台,综合前文的研究成果,针对钢铁能源计划优化与调配问题,基于Java Script与My SQL数据库等技术进行开发,最终搭建了一个管理平台系统,主要包含了实时生产信息,能源计划,运行成本分析,关键设备信息,场景管理,算法管理,用户管理等模块,为钢铁能源智能管理与数字化转型提供了示范与参考。