《高耗能企業發用電節能最佳化方法》是依託西安交通大學，由高峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高耗能企業發用電節能最佳化方法
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高峰
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高耗能企業是所在地區的用電大戶，企業用電負荷往往呈現出大幅度涌動的特徵。企業自備電廠雖然具有充足的發電能力卻無法快速跟蹤負荷的突變，使得企業對地區電網造成了嚴重的用電污染，同時企業也付出了高額用電成本。本項目嘗試建立一種高耗能企業合理利用電能的新模式- - 發用電綜合節能最佳化，充分發揮其關鍵設備生產調度計畫的可調容度和自備電廠發電機組的負荷跟蹤能力，減少與地區電網間關口流量並平抑負荷波動，達到節約能源消耗、降低用電成本和減少用電污染的目標，具有重要的經濟和社會意義。項目研究中將分三個層次以漸進的方式建立企業發用電綜合節能最佳化模型：以能量平衡為目標的關口平衡最佳化模型，考慮發電能量消耗的發電節能最佳化模型，以及考慮生產計畫調整的發用電綜合節能最佳化模型。然後深入分析具有積分關係時控制量有限爬升速率約束對涌動型目標的可跟蹤性以及跟蹤目標量有限可控情形下隨機目標可跟蹤性，提出高效的求解算法。
結題摘要
冶金、化工、建材等高耗能企業占我國社會總用電量的近1/3，本課題從系統級最佳化運行角度對高耗能企業用電節能問題展開深入研究，通過對企業的發電、用電以及電能與其它能源的協調進行最佳化調度，有效降低企業用電成本，對高耗能企業的節能具有重要的經濟和社會意義。研究中所取得的主要研究成果如下：（1）高耗能企業涌動型負荷預測模型。提出了基於Boosting算法的涌動型負荷組合預測模型，將負荷預測問題幾何轉換為一個兩類分類問題，套用Boosting方法得到最優分類面，證明了此分類面等價於原負荷預測問題上的一個集成回歸模型。針對涌動性負荷的不確定性，提出了基於高斯過程回歸的涌動型負荷稀疏異方差機率預測模型，稀疏化方法降低了模型的計算代價，提高了模型的實用性。（2）發電實時跟蹤能力分析。從能量跟蹤的角度研究高耗能企業自備電廠對企業用電的跟蹤能力，建立了最大化可跟蹤調度時段個數的數學模型。在給定起點時刻機組輸出功率範圍後，給出了滿足最優狀態轉移時該時段終點時刻機組輸出功率可達區域的解析式，實現了調度時段內可跟蹤的出力控制函式存在性判定條件的遞推。（3）生產節奏微調的發用電經濟聯合調度。建立了含生產設備啟停控制的非線性混合整數規劃模型，結果表明生產調度微調與發電調度的聯合最佳化可以有效降低企業用電成本。（4）高耗能企業發用電綜合最佳化節能模型。針對高耗能企業關口平衡問題的多解性特點，提出關口平衡雙目標規劃模型以討論關口流量和機組出力波動性之間的關係，能夠在不增加關口流量懲罰值總和的情況下，有效減少機組出力波動。進一步採用基於內部電價的用電—發電疊代最佳化方式設計出一套企業內部動態電價機制，利用內部電價信號引導各用電環節自發進行用電管理。本項目研究中發表和已錄用論文24篇，其中SCI檢索7篇，EI檢索15篇，國際期刊7篇，國內期刊2篇。全面完成項目計畫各項內容，並有所超額本項目的研究提高了企業負荷和電量預測精度，充分發揮高耗能企業自備電廠發電機組的負荷跟蹤能力和部分柔性負載的可調容度，減少與地區電網間的關口流量並平抑負荷波動，降低企業綜合用電成本和提高企業能源綜合利用效率。在近年來引起廣泛關注的“智慧型電網”背景下，作為具有自備電廠、儲能設備和可調度負載的相對獨立的電力系統，高耗能企業可以作為“工業微電網”的典型代表在智慧型電網中發揮重要的作用。
