針對鋼鐵企業(yè)關(guān)口需量控制問題,提出了一種雙閉環(huán)的反饋控制結(jié)構(gòu),并定義了計(jì)算實(shí)驗(yàn)、評估分析、控制策略執(zhí)行、多源數(shù)據(jù)計(jì)算、管理與控制約束5個(gè)平行控制的主要環(huán)節(jié)。由計(jì)算實(shí)驗(yàn)、評估分析、控制策略執(zhí)行、多源數(shù)據(jù)計(jì)算構(gòu)成的外反饋環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)需量的計(jì)算和越限預(yù)警功能;由計(jì)算實(shí)驗(yàn)、評估分析、管理與控制約束構(gòu)成的內(nèi)反饋環(huán)節(jié),結(jié)合各個(gè)關(guān)口的需量變化趨勢和歷史數(shù)據(jù),對各個(gè)關(guān)口的需量越限值進(jìn)行不斷的優(yōu)化計(jì)算;并基于數(shù)字孿生的五維模型進(jìn)行了電力需量控制決策分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā),實(shí)現(xiàn)降低峰值需量、消峰填谷、降低月度需量費(fèi)用的作用。 

【文章來源】：冶金自動(dòng)化. 2020,44(05)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

決策分析的實(shí)現(xiàn)過程

根據(jù)數(shù)字孿生五維概念模型，結(jié)合鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)信息化與監(jiān)控的特點(diǎn)[8]，構(gòu)建電力需量決策分析的五維數(shù)字孿生模型，如圖1所示。在電力需量決策分析的數(shù)字孿生結(jié)構(gòu)模型中，包含物理實(shí)體、虛擬模型、服務(wù)系統(tǒng)、孿生數(shù)據(jù)、連接驅(qū)動(dòng)5種關(guān)鍵要素，它們各自的作用及相互關(guān)系可以描述為:(1)信息物理融合是基石。物理實(shí)體的智能感知與互聯(lián)、虛擬模型的構(gòu)建、孿生數(shù)據(jù)的融合、連接交互的實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用服務(wù)的生成等都離不開信息物理融合;在企業(yè)供配電中，物理實(shí)體是管控中心、集控站、變電站和工序高配車間，即企業(yè)的實(shí)際電力系統(tǒng)。(2)多維虛擬模型是引擎。多維虛擬模型是將物理實(shí)體通過自動(dòng)化或信息化的手段，在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下將物理對象數(shù)字化、系統(tǒng)化和智能化，其是數(shù)字孿生應(yīng)用的心臟，依托電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)將電網(wǎng)監(jiān)控、電網(wǎng)模型、電度數(shù)據(jù)、負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電計(jì)劃等數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。(3)孿生數(shù)據(jù)是驅(qū)動(dòng)。孿生數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生最核心的要素，通過連接驅(qū)動(dòng)與物理實(shí)體、虛擬模型、服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行信息實(shí)時(shí)交互，通過知識化的手段對多種原始數(shù)據(jù)和規(guī)則進(jìn)行處理分析，并將新的信息和指令發(fā)送給服務(wù)系統(tǒng)，推動(dòng)各部分的運(yùn)轉(zhuǎn)。(4)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交互連接是動(dòng)脈。將物理實(shí)體、虛擬模型、服務(wù)系統(tǒng)連接為一個(gè)有機(jī)的整體，通過電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)總線，使信息與數(shù)據(jù)得以在各部分間交換傳遞，是數(shù)字孿生應(yīng)用的血管。(5)服務(wù)應(yīng)用是目的。服務(wù)將數(shù)字孿生應(yīng)用進(jìn)行服務(wù)化封裝，并以應(yīng)用軟件、人機(jī)界面等方式提供給用戶。即以電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)為基礎(chǔ)，進(jìn)行需量監(jiān)視與預(yù)警、需量決策分析的應(yīng)用實(shí)踐;同時(shí)，基于電力調(diào)度運(yùn)行駕駛艙給予用戶最直觀的交互體驗(yàn)，是數(shù)字孿生應(yīng)用的“五感”。鋼鐵企業(yè)的電網(wǎng)潮流是物理實(shí)體的載體:無論是多種能源的交互融合，還是多維虛擬模型的仿真計(jì)算，亦或是數(shù)據(jù)知識化分析處理，都是建立在對電網(wǎng)潮流趨勢分析的基礎(chǔ)上，同時(shí)潮流的變化帶動(dòng)各個(gè)部分的運(yùn)轉(zhuǎn)，是電力需量決策分析數(shù)字孿生應(yīng)用的功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵所在。

管理與控制約束通過離線分析，為需量專職人員提供需量關(guān)口線路的考核設(shè)定值。具體實(shí)現(xiàn)步驟如圖3所示:(1)獲取電網(wǎng)斷面，將其中的數(shù)據(jù)和設(shè)備模型狀態(tài)映射到調(diào)度員潮流的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，結(jié)合當(dāng)時(shí)電網(wǎng)斷面的實(shí)時(shí)需量和關(guān)口需量越限定值，生成電網(wǎng)管理控制斷面;(2)對電網(wǎng)管理控制斷面的需量關(guān)口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，通過網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔业脚c該需量關(guān)口線路GLine(i)相連接的負(fù)荷線路，生成需量關(guān)口-負(fù)荷映射表，用集合MLoad(i)表示，其中GLine(i)和MLoad(i)是一對多的非共生關(guān)系;(3)通過靈敏度分析，建立GLine(i)和MLoad(i)之間的功率變化量與負(fù)荷線路功率變化量之間的功率靈敏度矩陣[12];(4)根據(jù)功率靈敏度矩陣中的系數(shù)，結(jié)合MLoad(i)中的負(fù)荷線路的可調(diào)上限和可調(diào)下限約束，對負(fù)荷線路的可調(diào)能力進(jìn)行評估，以此判斷需量越限定值是否滿足系統(tǒng)的安全約束，從而對需量控制的調(diào)整能力進(jìn)行評估;(5)當(dāng)不能滿足安全裕度評估時(shí)，采用攝動(dòng)法對需量關(guān)口線路的需量越限定值進(jìn)行調(diào)整，然后重新進(jìn)行分析;(6)當(dāng)滿足安全裕度條件時(shí)，記錄關(guān)口需量越限定值，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評估，計(jì)算出調(diào)整后節(jié)省或增加的月度需量電費(fèi)，上報(bào)給公司供電管理部門，便于制定生產(chǎn)計(jì)劃;(7)將新的需量越限定值和經(jīng)濟(jì)性評估分析結(jié)果輸出到文件，自動(dòng)發(fā)送到需量專業(yè)人員審核。2.4 控制策略執(zhí)行

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3281304