[发明专利]一种短流程钢企需求响应潜力分析方法及系统

权利要求书

1.一种短流程钢企需求响应潜力分析方法，其特征是，包括如下步骤：

分析短流程钢铁企业生产流程，选择用电规律性强的主要生产设备作为典型可调控对象并建立其用电特性模型；

定义所选择的生产设备及其输入输出的炉次和消耗的电力为资源，定义设备加工与炉次运输为任务，利用离散时间RTN模型描述钢铁生产过程中资源与任务的交互关系，得到短流程钢铁企业生产约束条件；

在所述离散时间RTN模型的等待时间约束中计入增加精炼时间对炉次允许冷却时间的延长作用，并对其余生产约束条件进行修正；

在等待时间约束中计入增加精炼时间对炉次允许冷却时间的延长作用，是指将等待时间约束中炉次在脱碳与精炼两个生产阶段间的允许冷却时间设置成为与炉次在LF外等待时的温降速度、炉次精炼时的温升速度以及延长的精炼时间有关的可调物理量,具体表达式为：

式中：为未采取温度补偿措施时炉次h在运输任务k所连接两个生产阶段间的允许冷却时间，其数值可根据炉次h在前一阶段生产设备的出站温度、在后一阶段生产设备的进站温度下限以及在两个生产阶段间运输、等待的温降速度给定；为炉次h的精炼任务LR_h执行时炉次h的平均温升速度；为炉次h在LF外等待时的平均温降速度；为延长的炉次h精炼时间；为采取延长精炼时间补偿温降时炉次h在运输任务TransferDL_h所连接的脱碳与精炼两个生产阶段间的最大允许冷却时间；为采取延长精炼时间补偿温降前后炉次h在LF进站温度下限的差值；

所述对其余生产约束条件进行修正，具体步骤为：

在精炼任务LR_h和运输任务TransferLC_h的交互关系矩阵中删去与和电力资源对应的行向量，在运输任务TransferLC_h而不是精炼任务LR_h的交互关系矩阵中记录LF在精炼任务LR_h的结束时刻亦即运输任务TransferLC_h的开始时刻被释放的事件，即

令精炼任务LR_h开始时刻到运输任务TransferLC_h开始时刻的时间差大于炉次h的原定精炼时间以表示前者在时间上先于后者执行，即

引入表征精炼任务LR_h在各时段执行状态的0-1变量将持续时间可变的精炼任务LR_h与运输任务TransferLC_h在时间上衔接在一起，即

式中：表示炉次h在时段t正在进行精炼，表示炉次h在时段t没有进行精炼，

将精炼任务LR_h在执行期间各时段消耗的平均电功率分为以下两种情况：一为LF的额定功率，一为LR_h结束时刻位于时段内部时其在该时段的实际用电量与时段长度的比值，在考虑后者仅可能出现于LR_h执行期间的末时段的前提下分别采用与表示LR_h在执行期间其他时段与末时段的平均用电功率并把它们加入电力资源对应的资源平衡约束中以对短流程钢铁企业各生产任务在各时段消耗的平均电功率进行准确计算，即

式中：为LF的额定功率；ε为趋于0的无穷小正数；

综合考虑购电成本最小与用电舒适度最大两种目标建立反映企业参与需求响应真实意愿的短流程钢铁生产调度模型，并且采用归一化处理与线性加权求和的方法将所述生产调度模型由多目标优化模型转化为单目标优化模型；

获取企业生产信息与电价信息，输入转化后的单目标优化模型进行求解，得到给定权重系数下企业各时段的用电功率，将其与未参与需求响应时企业的用电负荷情况进行比较，确定短流程钢铁企业的需求响应潜力。