[发明专利]一种钢铁企业能源介质配置方法

权利要求书

1.一种钢铁企业能源介质配置方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：从钢铁企业MES系统数据库里，获取生产计划数据、辅助设备数据、存储放散数据、主生产工序约束数据、能源转换设备数据和能源介质的吨钢产耗数据；

步骤2：确定能源介质种类和生产工艺流程，构建能源平衡模型，以能源转换设备运行成本最小为目标函数；

步骤3：设计深度强化学习的奖励函数、动作变量和状态变量，搭建用于能源介质配置优化的深度强化学习算法，获得最大累计奖励实现对多周期的能源介质动态优化配置；

步骤4：将动态配置数据回送给MES系统数据库，在MES看板中展现，给生产调度者提供最优排产数据参考。

2.如权利要求1所述的钢铁企业能源介质配置方法，其特征是，步骤1所述生产计划数据包括一天的热轧钢产量，辅助设备数据包括一天的能源介质的消耗或发生量，存储放散数据包括一天的能源介质的存储量和放散量，主生产工序约束数据包括各工序产量约束和前后工序相互制约约束，能源转换设备数据包括自备电厂机组发电能力上下限和发电效率、锅炉产汽能力上下限和效率、余热回收设备的发电能力上下限和产汽能力上下限，能源介质吨钢产耗数据包括：高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、中压蒸汽、低压蒸汽和电的吨钢产耗数据。

3.如权利要求2所述的钢铁企业能源介质配置方法，其特征是，步骤2所述能源介质种类包括：高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、中压蒸汽、低压蒸汽和电。

4.如权利要求3所述的钢铁企业能源介质配置方法，其特征是，步骤2所述生产工艺流程包括：烧结工序、炼焦工序、炼铁工序、炼钢工序和热轧工序。

5.如权利要求2所述的钢铁企业能源介质配置方法，其特征是，步骤2所述能源平衡模型为：净能源介质输入或输出＝主工序能源产耗+辅助设备能源消耗+能源转换设备能源产耗+存储设备存储能源量-放散能源量，用矩阵表示如式(1)；

式(1)中，L、J和I分别表示能源介质种类数、能源转换设备数和主工序数，E_l,t表示调度周期t能源介质l净能源介质输入或输出，净能源介质输入表示为负值，净能源介质输出表示为正值，l＝1,2,…,L，t＝1,2,…,24；p_i,t表示调度周期t主工序i产量，c_i,l和g_i,l分别表示主工序i的吨钢能源介质l的消耗量和产生量；r_j,l,t和v_j,l,t分别表示调度周期t能源转换设备中能源介质l的回收量和消耗量；E_o,l,t表示调度周期t辅助设备能源介质l的消耗量，o表示辅助设备总数，E_d,l,t表示能源介质l的总存储量，d表示存储设备总数，E_w,l,t能源介质l的总放散量，w表示放散塔总数；式(1)等式右边各矩阵中的量存在关系：主工序能源的产生量提供给能源转换设备和辅助设备消耗，存储设备存储能源量、放散能源量则取决于能源转换设备和辅助设备消耗情况，消耗不完的进行存储，存储不下的放散；主工序能源的消耗量来自能源转换设备产生和外界输入的能源介质；

在能源介质配置时，等式左边接近0为优；令ΔE＝主工序能源产耗+辅助设备能源消耗，则ΔE就是主工序的能源介质供应量和需求量，其中主工序能源产耗根据钢产量计算得到，辅助设备能源消耗量设为恒定值；根据一天内不同时段的能源价格，安排各时段的钢产量得到排产后ΔE；此时存储设备存储能源量和放散能源量取决于能源转换设备能源利用情况，若将ΔE的能源介质供应量合理分配给能源转换设备，能够提高能源转换设备的能源介质发生量，降低ΔE能源介质供应量中的能源介质放散量，当钢产量不变时式(1)等式右边各项相加，等式左边的能源的成本就会降低，则能源介质配置优化对应着能源转换设备对ΔE的能源介质供应量使用的优化。