[发明专利]用于运行技术系统的方法和设备

说明书

提出用于运行具有能借助于控制参量控制的组件的系统的方法，其具有如下步骤：确定至少一个在优化时间段优化的控制参量，用来使系统的目标函数最小或最大，使得至少一个系统参量满足预先确定的、关于控制时间段的附加条件，其中确定包括：针对附加条件中的每个附加条件设立评价函数，用于基于系统参量的在优化时间段开始时的当前值、系统参量的关于附加条件并且在控制时间段内可达到的最大斜度以及系统参量的关于附加条件并且在控制时间段内可达到的最小斜度来评价系统参量在优化时间段结束时的变化，以及在使用所设立的评价函数的情况下，应用优化算法来使目标函数最小或最大；而且调节至少一个所确定的优化的控制参量，用来运行可控制的组件。

技术领域

本发明涉及一种用于运行如下技术系统的方法，所述技术系统具有多个能在包括多个优化时间段的控制时间段期间借助于控制参量控制的组件。本发明还涉及一种用于执行这种方法的计算机程序产品以及一种用于运行如下技术系统的设备，所述技术系统具有多个能在包括多个优化时间段的控制时间段期间借助于控制参量控制的组件。

背景技术

为了运行技术系统，诸如供水网或能量供应网络，常常使用优化算法或数学优化方法。优化算法被用于实现预先确定的目标，尤其是使目标函数最小或最大。针对供水网的示例，目标函数例如可以涉及使用于抽水和处理水的能耗最小。借助于优化算法来优化确定的控制参量，所述控制参量用于调节技术系统的可控制的组件，例如调节供水网的泵和阀门。借助于优化，可以常常在相对短的优化时间段、例如24小时的优化时间段内生成针对在网络状系统中的所有可控制的过程或组件的控制计划。

为了可以提供适合的控制计划，优化算法要考虑几个技术方面的边界条件或附加条件，例如针对可控制的组件、如泵或阀门的确定的极限值。为此的其它示例是系统参量的最小值或最大值，诸如供水网的示例的针对水的处理步骤的容量的预先确定的阈值或者储存器的最小或最大料位。这些条件中的多个条件可以直接被评估或者也可以在例如24小时的短的优化时间段之内被评估。不过，也存在边界条件或附加条件，所述边界条件或附加条件造成更大的观察滚动（Beobachtungshorizont），例如几周、几个月或几年的观察滚动。这种长时间附加条件的示例是生产目标，如每个月的确定的水流量或者泵的每个月或每年的最大运行时间。这种长时间附加条件不能在与此相应地较短的优化时间段之内通过传统的边界条件来建模。为了考虑长时间附加条件的一个简单的方案是将优化时间段延长到所述长时间的时间段。不过，这不利地导致优化算法的实施时间延长，所述实施时间例如在一些应用中也可能过长。

为了处理长时间附加条件的另一传统的方案是在较短的优化时间段之内将这些长时间附加条件转换成简单的硬性边界条件。这可以通过简单的数学运算或者随机分布来实现。不过，这些方案具有如下缺点：不总是能够在整个控制时间段内提供针对供水网的运行的最好的解决方案。

发明内容

在该背景下，本发明的任务在于，改善技术系统、诸如供水网的运行。

因此，提出了一种用于运行如下技术系统的方法，所述技术系统具有多个能在包括多个优化时间段的控制时间段期间借助于控制参量控制的组件。该方法包括如下步骤：

确定至少一个在优化时间段中的每个优化时间段优化的控制参量，用来使系统的目标函数最小或最大，使得至少一个系统参量满足多个预先确定的、关于该控制时间段的附加条件，其中所述确定包括：

- 针对所述附加条件中的每个附加条件设立评价函数，用于基于系统参量的在优化时间段开始时的当前值、系统参量的关于附加条件并且在控制时间段内可达到的最大斜度以及系统参量的关于附加条件并且在控制时间段内可达到的最小斜度来评价系统参量在优化时间段结束时的变化，以及

- 在使用所设立的评价函数的情况下，应用优化算法来使目标函数最小或最大，其中所述至少一个系统参量被确定为对可控制的组件的至少一个优化的控制参量的系统响应；而且

调节至少一个所确定的优化的控制参量，用来运行所述可控制的组件。