一种矿山空压机组能耗优化调控方法及系统

本发明涉及矿山空压调控，更具体地说，本申请涉及一种矿山空压机组能耗优化调控方法及系统。

背景技术：

1、矿山生产过程中，多个用气端通常由空压机组通过供气管网集中供给压缩空气，用气需求随生产负荷变化而具有明显的时序波动。供气管网自身能够利用其中储存的压缩空气对短时供需不平衡进行缓冲，而空压机由当前运行状态切换至增供状态通常存在一定响应过程，因此机组供气能力的变化与用气需求变化并非始终同步。

2、现有空压机组调控通常依据当前管网压力、供气量或用气需求变化进行机组启停、加载或出力调整。当矿山用气需求在既定增供动作实际形成有效供气之前持续增加，供需缺口会在一段时间内连续累积，并持续消耗供气管网的储气能力。若待压力明显下降后再实施增供，可能因机组响应滞后而使管网缓冲能力不足；若为避免该情况而将增供动作过早执行，又可能延长不必要的增供或多机重叠运行时段。因此，现有调控方式难以结合供需缺口的累积过程、有限的管网储气能力以及具体增供动作的实际响应过程，确定与当前负荷变化相匹配的必要提前时机。

3、针对上述问题，本领域亟须解决在矿山空压机组既有调控路径中，用气需求持续增长、增供动作存在响应过程且供气管网剩余储气能力有限时，如何确定增供调控动作的必要提前执行时机，使增供响应能够在管网储气缓冲能力被耗尽前补偿持续累积的供需缺口，同时避免因增供动作过早执行造成不必要的机组运行能耗。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供一种矿山空压机组能耗优化调控方法及系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种矿山空压机组能耗优化调控方法，包括以下步骤：获取第一机组调控路径数据、可释放储气量数据以及与第一机组调控路径数据对应的时序供气量数据和时序用气需求数据；沿时序累计时序用气需求数据与时序供气量数据的差值，得到累计供需缺口序列；当累计供需缺口序列中存在大于可释放储气量数据的累计供需缺口时，将首次大于可释放储气量数据的时刻确定为超限时刻；根据超限时刻从第一机组调控路径数据中确定其后最先执行且执行后提高供气量的增供调控动作，并获取增供调控动作的供气响应数据；针对早于增供调控动作在第一机组调控路径数据中的执行时刻的不同提前执行时刻，根据供气响应数据分别修正时序供气量数据，并根据时序用气需求数据与修正后的时序供气量数据确定各提前执行时刻对应的最大累计供需缺口；当存在最大累计供需缺口不大于可释放储气量数据的提前执行时刻时，将其中最晚的提前执行时刻确定为目标执行时刻，根据目标执行时刻更新第一机组调控路径数据，得到第二机组调控路径数据；根据第二机组调控路径数据生成第一机组控制指令。

3、第二方面，本申请实施例提供了一种矿山空压机组能耗优化调控系统，包括：数据获取模块：用于获取第一机组调控路径数据、可释放储气量数据以及与第一机组调控路径数据对应的时序供气量数据和时序用气需求数据；缺口处理模块：用于沿时序累计时序用气需求数据与时序供气量数据的差值，得到累计供需缺口序列；动作确定模块：用于当累计供需缺口序列中存在大于可释放储气量数据的累计供需缺口时，将首次大于可释放储气量数据的时刻确定为超限时刻；供气响应模块：用于根据超限时刻从第一机组调控路径数据中确定其后最先执行且执行后提高供气量的增供调控动作，并获取增供调控动作的供气响应数据；供气修正模块：用于针对早于增供调控动作在第一机组调控路径数据中的执行时刻的不同提前执行时刻，根据供气响应数据分别修正时序供气量数据，并根据时序用气需求数据与修正后的时序供气量数据确定各提前执行时刻对应的最大累计供需缺口；路径更新模块：用于当存在最大累计供需缺口不大于可释放储气量数据的提前执行时刻时，将其中最晚的提前执行时刻确定为目标执行时刻，根据目标执行时刻更新第一机组调控路径数据，得到第二机组调控路径数据；指令生成模块：用于根据第二机组调控路径数据生成第一机组控制指令。

4、第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的一种矿山空压机组能耗优化调控方法。

5、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

6、1.通过沿时序累计时序用气需求数据与时序供气量数据的差值形成累计供需缺口序列，并将累计供需缺口序列与可释放储气量数据进行比较，使供气不足不再仅以某一时刻的瞬时供需差异进行判断，而能够结合供需缺口持续累积对供气管网储气缓冲能力的消耗过程确定超限时刻，从而为矿山用气需求持续增加时的提前增供调控提供与实际储气能力相对应的判断依据，有利于降低因等待管网压力明显下降后再进行调控而产生的供气响应滞后。

7、2.本方案根据超限时刻从第一机组调控路径数据中定位增供调控动作，并利用增供调控动作的供气响应数据对不同提前执行时刻对应的时序供气量数据进行修正，再结合时序用气需求数据确定各提前执行时刻对应的最大累计供需缺口。由此能够将增供调控动作的实际供气建立过程纳入提前时刻的确定过程，使最终确定的提前时机既能够满足可释放储气量数据所限定的供气连续性要求，又避免将增供调控动作无必要地过早执行，从而更适用于矿山用气负荷快速变化情况下的空压机组能耗调控。

8、3.本方案将满足可释放储气量数据约束的最晚提前执行时刻确定为目标执行时刻，并据此更新第一机组调控路径数据得到第二机组调控路径数据，进一步生成第一机组控制指令，使时序用气需求数据、时序供气量数据、累计供需缺口序列以及供气响应数据的处理结果能够直接转化为可执行的机组调控结果。由此形成从矿山用气需求变化识别、管网储气缓冲能力判断、增供动作提前时机确定到机组控制执行的完整闭环，在保障供气需求的同时缩短不必要的提前增供运行时段，提高矿山空压机组在时变用气工况下的运行经济性。

1.一种矿山空压机组能耗优化调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种矿山空压机组能耗优化调控方法，其特征在于，当增供调控动作对应的不同提前执行时刻的最大累计供需缺口均大于可释放储气量数据时，将增供调控动作确定为第一增供调控动作，并从第一机组调控路径数据中确定执行时刻晚于第一增供调控动作的执行时刻且最先执行的第二增供调控动作；

3.根据权利要求2所述的一种矿山空压机组能耗优化调控方法，其特征在于，获取供气管网当前压力数据、预设最高允许供气压力及管网储气参数，并根据供气管网当前压力数据、预设最高允许供气压力及管网储气参数确定可吸收储气量数据；

4.根据权利要求3所述的一种矿山空压机组能耗优化调控方法，其特征在于，当第二可行联合调控组合的数量为至少两个时，按照第一增供调控动作和第二增供调控动作在第一机组调控路径数据中的执行先后顺序，对第二可行联合调控组合进行逐级筛选；

5.根据权利要求1所述的一种矿山空压机组能耗优化调控方法，其特征在于，将其中最晚的提前执行时刻确定为目标执行时刻，包括：

6.根据权利要求1所述的一种矿山空压机组能耗优化调控方法，其特征在于，可释放储气量数据根据供气管网当前压力数据、预设最低允许供气压力及管网储气参数确定，用于表征供气管网由当前压力下降至预设最低允许供气压力期间能够向用气端释放的压缩空气量。

7.根据权利要求1所述的一种矿山空压机组能耗优化调控方法，其特征在于，沿时序累计时序用气需求数据与时序供气量数据的差值，得到累计供需缺口序列，包括：

8.根据权利要求1所述的一种矿山空压机组能耗优化调控方法，其特征在于，供气响应数据用于表征增供调控动作执行后空压机相对于增供调控动作执行前的增量供气量随响应时间的变化；

9.一种矿山空压机组能耗优化调控系统，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任意一项所述的方法。