【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生产优化，尤其涉及一种面向水泥企业的生产计划优化方法。
技术介绍
1、水泥生产行业作为传统耗能大户，其用电成本一般占企业总运营成本的50%以上。因此，开展水泥企业的生产计划优化，对于提高企业生产效益具有重要价值。目前，大部分水泥生产企业的管理方式较为粗放，缺乏针对分时动态电价和需求侧响应的生产调整手段，生产计划无法及时适配市场电价机制。特别是，水泥企业自身管理的光伏、储能等资源多为固定模式，未能与生产计划相互协调配合，从而导致企业的降本增效潜力未能被充分挖掘。因此，如何建立一种以用电成本最小为目标的综合优化模型，进而实现水泥生产的全流程优化是亟待解决的难题之一。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中提到的至少一个技术问题，本专利技术的目的在于提供一种面向水泥企业的生产计划优化方法，可以辅助水泥企业的生产决策，显著降低企业用电成本。
2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种面向水泥企业的生产计划优化方法，包括以下步骤：
3、s1，基础数据收集：获取水泥产线上的设备信息和生产工序信息，设备信息包括设备的类型、参数、检修计划；
4、s2，拓扑关系生成：根据所述生产工序信息，将水泥产线上的设备表示为方框，并在具有生产联系的设备之间插入节点和有向线段，将所述水泥产线映射为由所述方框、节点和有向线段构成的拓扑图；
5、s3，数学模型构建：根据所述拓扑关系，建立水泥产线上各设备物理模型和以节点为基础的网络拓扑模型，形成以运行成
6、s4，优化问题求解：采用分支定界算法，求解所述优化问题，得到各设备的启停计划、生产方案、响应容量以及运行成本，编制次日生产计划。
7、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述设备物理模型包括：
8、破碎机模型、原料磨模型、磨煤机模型、水泥磨模型；
9、原料仓模型、生料仓模型、熟料仓模型、水泥仓模型；
10、传送带模型；
11、回转窑模型。
12、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述破碎机模型、原料磨模型、磨煤机模型、水泥磨模型包括以下约束：
13、1）最小运行时间约束：设备一经开启，至少需连续运行一段时间；
14、2）最小停运时间约束：设备一经关停，至少需连续停运一段时间；
15、3）固定运行条件约束包括：
16、初始状态约束：设备刚从检修态恢复为运行态，由于最小连续运行时间的存在，其应保持运行状态直至满足最小运行时间要求；
17、必停时段约束：设备必须在某些时段内停运；
18、必开时段约束：设备必须在某些时段内运行；
19、4）启停次数约束：设备在规定数量的时段内启停次数不允许超过规定次数；
20、5）生产模式约束：引入生产模式变量，以表示规定时段设备是否生产对应类别的物料；
21、6）输入输出约束：在规定时段内，设备向输出侧节点输出的物料量等于从输入侧节点获取的物料量与输入输出转换系数的乘积；若设备处于运行态，则设备的用电功率等于设备的额定用电功率，否则设备的用电功率为零。
22、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述原料仓模型、生料仓模型、熟料仓模型、水泥仓模型包括以下约束：
23、1）仓储平衡约束：各时段物料的入仓、出仓以及库存量满足平衡约束；
24、2）物料存量约束：仓库的物料存放量在最小库容和最大库容范围内；
25、3）初始库存约束：初始状态下，仓库的物料存放量为设定的初始库存；
26、4）终止库存约束：终止库存应当大于等于初始库存与最低库存增量的总和。
27、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述传送带模型包括以下约束：
28、1）输送容量约束：各时段传送带从节点获取的物料量不超过传送带的最大输送容量；
29、2）输入输出约束：在规定时段内，传送带输入物料量等于输出物料量；若传送带处于运行态，则传送带的用电功率等于设备的额定用电功率，否则传送带的用电功率为零。
30、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述回转窑模型包括以下约束：
31、1）输入输出约束：在规定时段内，各回转窑的输入物料量和输出物料量分别等于其额定输入物料量和额定输出物料量；用电功率等于额定发电功率的相反数。
32、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述网络拓扑模型包括节点模型，光伏储能模型，关口计量模型，需求响应模型。
33、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述节点模型包括以下约束：
34、1）物料平衡约束：对于节点，各时段的输入物料量和输出物料量相等；
35、2）节点类型约束：
36、每个节点均引入一个物料输入变量和一个物料输出变量，分以下三种情况对节点类型进行建模：
37、当节点有输出无输入时,节点自身引入的物料输入变量大于等于零，物料输出变量等于零；
38、当节点有输入无输出时,节点自身引入的物料输入变量等于零，物料输出变量大于等于零；
39、当节点有输入有输出时,节点自身引入的物料输入变量等于零，物料输出变量等于零。
40、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述光伏储能模型包括以下约束：
41、1)电量平衡约束：光储在各时段的充放电功率和剩余电量保持平衡；
42、2）光储功率约束：在规定时段内，光储的充放电功率不超过充放电功率上限；光储的实际光伏出力不超过预测光伏出力；光储的总有功等于充电功率减去放电功率和实际光伏出力的总和；
43、3）剩余电量约束：光储的剩余电量在设定的最低剩余电量和最高剩余电量之间。
44、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述关口计量模型包括以下约束：
45、1）上下网功率约束：在同一时刻，企业向电网售电和企业从电网购电两种状态中仅一种状态存在；
46、2）功率倒送限制：若不允许企业向电网售电，则上网功率变量固定为0；
47、3）功率平衡约束：企业各时段购电和用电保持平衡。
48、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述需求响应模型包括以下约束：
49、1）事件参与约束：需求响应容量处于需求响应事件要求的最低响应容量和最高响应容量之间；
50、2）响应容量约束：需求响应容量不超过各时段的负荷削减值。
51、在本专利技术第一方面的某些实施例中，所述优化目标函数表示为：
52、
53、式中：、分别为 t时段企业从电网购电和向电网售电的功率；为需求响应容量；为 t时段从电网购电电价；为 t时段向电网售电的电价；为需求响应补偿价格；为每个时段持续时间；为需求响应事件执行时间。 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述设备物理模型包括：
3.根据权利要求2所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述破碎机模型、原料磨模型、磨煤机模型、水泥磨模型包括以下约束：
4.根据权利要求2所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述原料仓模型、生料仓模型、熟料仓模型、水泥仓模型包括以下约束：
5.根据权利要求2所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述传送带模型包括以下约束：
6.根据权利要求2所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述回转窑模型包括以下约束：
7.根据权利要求1所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述网络拓扑模型包括节点模型，光伏储能模型，关口计量模型，需求响应模型。
8.根据权利要求7所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述节点模型包括以下约束：
9.根据
10.根据权利要求7所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述关口计量模型包括以下约束：
11.根据权利要求7所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述需求响应模型包括以下约束：
12.根据权利要求1所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述优化目标函数表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述设备物理模型包括：
3.根据权利要求2所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述破碎机模型、原料磨模型、磨煤机模型、水泥磨模型包括以下约束：
4.根据权利要求2所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述原料仓模型、生料仓模型、熟料仓模型、水泥仓模型包括以下约束：
5.根据权利要求2所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述传送带模型包括以下约束：
6.根据权利要求2所述的一种面向水泥企业的生产计划优化方法，其特征在于，所述回转窑模型包括以下约束：
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【专利技术属性】
技术研发人员：汪超群，陈懿，迟长云，丁一泓，蒋雪冬，李晓波，
申请(专利权)人：浙江浙达能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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