[发明专利]一种冶金煤气综合动态平衡调度系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于多种煤气平衡调度控制技术领域，特别涉及一种冶金煤气综合动态平 衡调度系统及方法。尤其提出了一种基于作业计划、采用分类别的预测方式并配合煤气调 度专家库完成煤气综合平衡动态调度的方法以及系统。

背景技术

节能降耗减排、绿色生产是当今经济新常态下呼吁的口号。作为高能耗、高污染、 高排放的冶金产业，更需要完成新节能技术的提高。而直接影响到整个冶金企业的能耗成 本和节能减排效果的一个方面是冶金生产过程中产生的副产煤气能否得到合理的利用，因 此煤气的合理调度对节能减排至关重要。现有技术中煤气调度的基本依据是煤气柜柜位的 变化和高炉煤气系统的产消量进行调节。在冶金企业生产过程中，煤气大部分是通过煤气 管网输送给各个煤气用户供其正常生产，剩余的存入联网的煤气柜，考虑到煤气柜的容量 限制和生产作业的安全运行，现场调度人员需时刻把握高炉煤气柜柜位(煤气柜中煤气的 存量)和高炉煤气系统产消量的变化情况。当煤气柜柜位发生异常时，根据煤气系统产消量 的变化情况，增减管网中可调用户的煤气用量来平衡稳定煤气柜位。因此准确预测出煤气 系统的产消量及煤气柜的柜位，可以有效指导煤气的平衡调度，使得煤气经回收后可供生 产自用及发电，从而大大降低一次能源的使用量、减少煤气的无效排放，并且解决城市电能 紧张等问题。

现有的冶金企业对煤气调度的方式大多依赖经验，在实际应用中这种模式带有一 定的盲目性，并且调度有一定的滞后性，对煤气柜柜位或者煤气产销量出现异常时无法及 时予以反应，控制精度较差，自动化、信息化水平较低，容易造成资源浪费和大气污染，同时 由于无法及时控制煤气柜柜位，因此可能造成安全生产的隐患问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冶金煤气综合动态平衡调度系统及方法，能够在有效 区分煤气相关量异常的情况下，及时给出合理正确的煤气平衡调节方案，进而可以自动完 成煤气综合平衡调度。

一种冶金煤气综合动态平衡调度系统，其特征在于，所述调度系统包括：

数据采集存储模块：实时采集煤气产消数据，以及所需的预测参数和生产计划数 据等基础原始状态数据；

预测算法模型建立模块：用来建立相应的预测算法模型，并及时对预测算法模型 进行修正；

数据预测模块：根据K最近邻分类算法模型、BP神经网络算法模型、RBF神经网络算 法模型进行组合使用对煤气柜位、管网波动进行预测，其中K最近邻分类算法模型用于判断 当前数据是否在正常状态，属于正常状态范围内的数据，则交由BP神经网络算法模型进行 预测；不在正常状态范围内的数据，则交由RBF神经网络算法模型进行预测；

煤气产消平衡调度模块：用来根据预测的未来煤气产量、煤气存储量、管网波动值 结合煤气用户生产计划，给出平衡调度方案，供用户参考使用。同时记录下操作工的调节 量。

平衡调度反馈追溯模块：用于用户反馈本系统煤气调节效果，对系统提供的最佳 方案做修正。

进一步地，所述数据采集存储模块包括以下子模块：

实时数据获取子模块：用于从现场的实时仪表中获取煤气产量、柜位值、管网波动 值；其中管网波动值表示管网压力是否稳定；煤气产量通过煤气计量表测量、柜位值通过煤 气柜位仪测量，管网波动值需通过压力表测量计算后得到；使用PLC通过PROFIBUS对煤气产 量、柜位值、管网波动值进行采集，上位机实时读取PLC中对应变量的值存入NOSQL数据库 中。

数据同步子模块：用于实时同步MES系统中的计划排程和生产调度等信息值；MES 系统是制造企业生产过程执行管理的系统，用来跟踪生产进度、库存情况、工作进度和其他 进出车间的操作管理相关的信息流；从MES系统中获取一周的高炉生产计划、检修计划及煤 气消耗用户的生产计划、检修计划，通过煤气用户生产计划根据煤气用户生产量计算出煤 气的消耗量；在检修时，不进行生成，故煤气产销计划量均为0。

数据预处理子模块：用于把采集来的原始数据进行消噪、清洗预处理，剔除数据整 理错误的不正常值。

数据存储子模块：采用NOSQL数据库存储加工好的数据，形成相关的数据库信息， 这些数据可以用于后续的煤气预测、平衡调度。

进一步地，所述的数据预测算法模型模块，包括以下子模块：