(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210756100.1 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 南京罕华流体技术有限公司 地址 210029 江苏省南京市 鼓楼区汉中门 大街301号402室 (72)发明人 耿胜松　杨翎　杨靖辉　 (74)专利代理 机构 沈阳亚泰专利商标代理有限 公司 21107 专利代理师 王荣亮 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/04(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种钢铁联合企业能源管理系统双层调度 方法 (57)摘要 一种钢铁联合企业能源管理系统双层调度 方法， 解决钢铁联合企业的产耗能设备众多、 管 网系统复杂， 导致企业的能源管 理效果无法满足 厂内用户需求的问题。 该钢铁联合企业能源管理 系统双层调度方法， 通过建立钢铁联合企业双层 能源优化调度模 型， 来指导当前钢铁联合企业混 乱的能源管 理问题； 并利用建立钢铁联合企业能 源高效利用优化循环机制， 来使能源在产耗能设 备间得到高效利用。 进而让钢铁企业能够实现能 源管理中心组织下的全厂能源优化调度， 使能源 得到合理、 高效利用， 并为钢铁行业的碳减排工 作做出贡献， 助力行业节能降碳工作的有效开 展。 权利要求书4页 说明书11页 附图4页 CN 114997719 A 2022.09.02 CN 114997719 A 1.一种钢铁联合企业能源管理系统双 层调度方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一、 建立钢铁联合企业双层能源优化调度模型； 第一层为能环部与各分厂能源调 度模型， 解决厂级能源在各分厂的调度问题； 第二层为各分厂得到能环部调度过来的能源 后， 在分厂内部设备群之间的能源 优化分配过程； 步骤二、 建立能环部对各工序能源调度模型； 能源调度 过程分为三类， 第 一类为主工序 烧结、 球团、 焦化、 炼铁、 炼钢、 轧钢； 第二类为辅助工序制氧厂、 动力厂、 石灰厂、 白灰厂、 水 处理厂； 第三类为 缓冲消纳用户发电厂、 备件修复厂、 固废处理厂、 运输公司及办公生活区； 其中， 主工序需按照其能源需求 提供能源量， 保证生产； 步骤三、 建立分厂能源调度模型； 能环部通过能源管理系统第一层调度功能， 将全部能 源分配到各分厂； 再 由分厂能源管理系统继续实施厂内能源的第二层优化调度， 需要综合 考虑分厂内的能源质量、 设备状态等问题； 步骤四、 建立钢铁联合企业能源高效利用优化循环机制； 将钢铁联合企业所有能源用 户依据其生产特性分为三类： 第一类用户生产特点为有产品计划， 且产品与能源消 耗成函 数关系； 第二类用户生产特点为有产品计划， 但产品与能源消耗过程无明显函数关系； 第三 类用户生产特点 为没有产品计划， 该类用户能源使用为 余热余能。 2.根据权利要求1所述的钢铁联合企业 能源管理系统双层调度方法， 其特征在于： 所述 步骤二， 采用的模型包括钢铁联合 企业可供调度的能源总量； 式(1)表示钢铁联合 企业外购 能源和回收的二次能源总量， 即为能环部可调度的各类能源的总量； Vi,总＝Vi, 外购+Vi, 二 次 (1) 式中： i—能源种类， 代 表钢铁联合企业常用的12类能源介质； Vi,总—能源部可调度i类能源总量； Vi, 外购—企业外购i类能源总能量； Vi, 二 次—企业自产的i类二次能源总量。 3.根据权利要求1所述的钢铁联合企业 能源管理系统双层调度方法， 其特征在于： 所述 步骤二， 采用的模型还 包括主工序能源调度供 给； 式中： —工序j的能源需求 量； Mj—工序j的产品量； gi,j—工序j的单位产品对能源i的消耗需求 量； Vi,j,请 求—工序j在特殊事 件情况下， 向能环部发出的增 加能源需求 量的调度请求； 当请求发生时， 首先由分厂提出能源补充需求量及持续时间， 由能环部进行全厂统筹 分析， 生成调度方案下发给动力厂实施调度， 为 提出能源请求的工序提供相应的能源量。 4.根据权利要求1所述的钢铁联合企业 能源管理系统双层调度方法， 其特征在于： 所述 步骤二， 采用的模型还包括辅助工序能源调度供给； 辅助工序包括动力厂、 制氧厂、 白灰厂、 石灰厂、 水处 理厂， 该类用户为保证主工序稳定运行提供辅助物料及动力；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114997719 A 2辅助工序能源需求 量的供应量计算 函数， 如式(3)所示： 式中： —辅助工序能源的需求供 给量； Mj—该工序j对应的产品产量； T状态—辅助工序j的主 要设备运行健康状态； P计划—分厂的生产计划执 行情况。 5.根据权利要求1所述的钢铁联合企业 能源管理系统双层调度方法， 其特征在于： 所述 步骤二， 缓冲消纳用户的能源供给； 缓冲消纳能源的用户包括发电厂、 备件修复厂、 固废处 理厂、 运输公司及办公生活区； 其中， 备件修复厂、 固废处理厂、 运输公司及办公生活区的能 源需求量， 与所处理和维护的产品相关， 或有一定的计划 性； 因此， 建立能源供给模型如式 (4)所示： 式中： —缓冲用户j的最 合理的能源供 给量， 不包 含发电厂； 并且， 缓冲用户中， 发电厂与其它用户不同； 发电厂在钢铁联合企业的作用是为消纳剩 余的煤气资源； 因此， 剩余煤气量全部供给到发电厂； 发电厂的能源利用情况属于完全被动 类型； 其能源供 给量模型如式(5)所示： 式中， i取能源种类为煤气。 6.根据权利要求1所述的钢铁联合企业 能源管理系统双层调度方法， 其特征在于： 所述 步骤二， 能环部对各工序能源供应量的优化分配模型； 钢铁联合企业能源总量有一定的计 划性， 并非能源无限多； 因此， 各类工序提出各自最合理的能源需求量后， 能环部依据现有 的能源资源量进行优化分配， 生成优化分配方案指导各工序间的能源调度问题； 所建立能 环部能源管理系统优化调度模型如式(6)所示： 约束条件： 式中： αij、 βij、 γij、 ζij分别表示j类工序i类能源介质偏离需求值时， 单位能源量导致的 经济损失； Vi,j,主、 Vi,j,辅助、 Vi,j, 缓冲、 Vi,j, 发 电厂分别表示各主工序、 辅助工序、 缓冲用户及发电厂的能源 i的供应量； Y表示整个钢铁联合企业全部耗能工序经济损失。 7.根据权利要求1所述的钢铁联合企业 能源管理系统双层调度方法， 其特征在于： 所述 步骤三， 炼铁厂主工序分厂能源调度过程依据各耗能设备运行特性建立能源需求量； 供应 分厂能源总量与各耗能设备之间的关系如式(7)～式(13)所示； 各设备均有其独特的生产权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114997719 A 3