[发明专利]工业气体管道网络中满足生产设备能耗限制的控制系统

权利要求书

1.一种用于控制工业气体管道网络中的气体流量以满足工业气体生产设备中的能耗限制的系统，包括：

气体管道网络，其包括至少一个气体生产设备、客户的至少一个气体接收设施、多个管段、多个网络节点以及多个控制元件，其中所述多个管段中的每个中的气体流量与方向相关联，所述方向与正号或负号相关联；

一个或多个控制器；和

一个或多个处理器，其被配置为：

计算所述气体生产设备处的最小气体生产率和最大气体生产率以满足在一段时间内对能量投入消耗的约束，所述最小气体生产率和所述最大气体生产率包括所述设备的气体生产率界限；

根据所述气体生产设备的最小生产率和最大生产率，计算每个管段的单个最小标记流速和单个最大标记流速，所述最小标记流速构成每个管段中的流量下限而所述最大标记流速构成每个管段中的流量上限；

在流量界限内对所述多个管段中的每个的非线性压降关系进行线性化以便为所述多个管段中的每个创建线性压降模型；和

使用所述线性压降模型来计算网络流量解，所述线性压降模型包括所述多个管段中的每个的流速用以满足所述一段时间内所述多个网络节点中的每个的需求约束和压力约束，所述网络流量解与控制元件设定值相关联；

至少一个控制器接收描述所述控制元件设定值的数据；并且使用描述所述控制元件设定值的数据来控制所述多个控制元件中的至少一些；

其中所述气体生产设备是生产一种或多种大气气体和一种或多种液化大气产品的联合生产设备；

其中根据所述液化大气产品的最大生产率计算所述联合生产设备处的最小气体生产率用以满足所述一段时间内的电力消耗的约束。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述气体是大气气体并且所述能量投入是电力。

3.根据权利要求1所述的系统，其中根据所述液化大气产品的最小生产率计算在联合生产设备处的最大气体生产率用以满足所述一段时间内的电力消耗的约束。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述一段时间是电力高峰需求时段。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述联合生产设备包括增压空气压缩机。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述联合生产设备包括压缩扩展机。

7.根据权利要求3所述的系统，其中根据所述液化大气产品的库存计算所述液化大气产品的最小生产率。

8.根据权利要求3所述的系统，其中所述液化大气产品的最大生产率是所述联合生产设备的设计的固有特征。

9.根据权利要求4所述的系统，其中根据所述气体生产设备在小于33天的时期内的历史电力消耗计算在所述高峰需求时段上的电力消耗的约束。