气体系统管网压力调控方法及系统

技术特征：
1.一种气体系统管网压力调控方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，对气体系统进行数学模型转化，所述数学模型的决策变量包括输送和缓存系统管网的气体压力，所述数学模型的优化目标自变量包括压力偏差值和对应的惩罚权重；s2，对数学模型进行优化求解；s3，优化解作为调度方案作用于气体系统。2.如权利要求1所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，步骤s1中的数学模型包含决策变量、约束条件和多个优化目标的数学表达式。3.如权利要求2所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，决策变量包含输送和缓存系统管网的压力或其线性转换；约束条件表达式包含相关设备性能约束和物质平衡的等式或不等式方程；多个优化目标包含输送和缓存子系统管网的压力波动优化目标。4.如权利要求3所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，输送和缓存子系统管网的压力波动优化目标构建步骤如下：s4-1，获取气体输送和缓存子系统管网压力与期望值的偏差；s4-2，根据偏差值计算其对应的相对惩罚权重；s4-3，将压力偏差值和对应的惩罚权重相乘构建压力波动优化目标，通过数学模型的优化求解得出气体系统的调度计划，使管网压力在目标压力附近波动。5.如权利要求4所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，步骤s4-2中压力偏差相对惩罚强度与对应的压力偏差正相关；步骤s4-3中在调整气体系统的调度计划时，实现压力在期望值处的波动幅度最小化。6.如权利要求2所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，多目标函数为：其中，preflu表示管网压力波动目标函数，w
pre
表示对应的惩罚权重，大于0，obj
n
表示其他第n个目标函数，w
n
表示对应的惩罚权重。7.如权利要求6所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，管网压力波动目标函数preflu可采用线性化或者非线性化表达。8.如权利要求7所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，管网压力波动目标函数preflu采用的非线性表达式为：f(δp
t
)＝δp
t
·
g(δp
t
),δp
t
＝|p
t-p
obj
|，|，或其中，δp
t
为时刻t处的管网压力为p
t
时相对于目标压力p
obj
的偏差，g(δp
t
)为管网压力波动值为δp
t
时的相对惩罚强度，为调控的时间范围，t为内的时刻。9.如权利要求7所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，管网压力波动目标函数preflu采用的线性表达式为：
将函数f(δp
t
)近似为n个首尾相连的线性函数，y
t
为函数f(δp
t
)的线性化表达，a
k
为压力偏差δp
t
分段第n段右端点的值，k
n
和b
n
分别为第n条线段的斜率和截距；是一个布尔变量，指示δp
t
是否位于第n段；和分别是δp
t
和y
t
在第n段中的分量，其中，k
n
和b
n
为预设参数，其余为决策变量，k
n
反映了相对惩罚强度，且k
n 1
>k
n
，n为线性函数的线段的条数，n为正整数，n＝1，2，
……
,n；10.根据权利要求1所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，所述气体系统包括氧气系统，或燃气系统，或煤气系统，或蒸汽系统，或惰性气体系统。11.根据权利要求1所述的气体系统管网压力调控方法，其特征在于，步骤s2中的优化求解方法涉及运筹学优化算法，或智能优化算法，或启发式优化算法。12.一种系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器执行权利要求1-11之一所述方法，获取包含输送或缓存管网压力参数的全部气体系统参数，确定决策变量、优化目标和约束条件，根据管网压力与期望值的偏差计算其对应的相对惩罚强度，构建压力波动优化目标并通过加权添加到总目标中，通过优化求解算法求解最优的调度方案，作用到实际气体系统，使管网压力在目标压力附近波动，提高管网压力抗不确定性波动干扰的能力。

技术总结
本发明属于气体系统调控技术领域，具体公开了一种气体系统管网压力调控方法及系统。该方法对气体输送或缓存管网的压力进行因值而异的惩罚，进而优化压力波动，调整气体输送与缓存系统的调度计划，使管网压力在期望压力附近波动，能够最大程度缓解管网压力不确定性波动的干扰，保障管网压力安全。采用本技术方案，针对不同的管网压力与期望值的偏差，配置对应的惩罚权重，设计了带相对惩罚强度的管网压力波动优化目标，建立对应的混合整数线性规划模型，优化管网压力到期望值附近波动，利用钢铁行业氧气管网系统的管控示例说明了方法的有效性。效性。效性。


技术研发人员：郑忠 张镠 柴毅 刘余 张开天
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2022.01.25
技术公布日：2022/5/20