基於動態平衡調度的煤氣系統的製作方法

2023-06-19 11:21:11

專利名稱：基於動態平衡調度的煤氣系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於煤氣系統動態平衡調度領域，特別是焦化行業基於動態平衡調度的煤氣系統。
背景技術：
焦爐煤氣是焦化行業煉焦過程中的副產物，在不同的地區、不同的城市、不同的企業，焦爐煤氣的利用途徑各不相同。獨立型焦化行業的焦爐煤氣既可以做燃料，又可做化工原料。焦爐(稱為煤氣發生單元)煤氣做燃料，用戶(稱為煤氣消耗單元)包括城市民用用戶、工業煤氣用戶(如焦爐)、煤氣發電用戶(如鍋爐)；做工業原料，用戶(煤氣消耗單元)包括生產合成氨、尿素、甲醇、二甲醚等。而一個企業內的焦爐煤氣生產能力是相對固定的，當煤氣用戶需求量變化時，就可能出現煤氣供應量與需求量之間的不平衡，表現為煤氣剩餘或不足。通常使用氣櫃(稱為煤氣緩衝單元)存儲過剩煤氣，來緩和供應和使用之 間的矛盾，以實現減少環境汙染、調節煤氣管網壓力等目的。由於煤氣供、需波動引起的煤氣供需不平衡，一般由調度人員根據不平衡的煤氣量和煤氣可調整用戶的消耗情況，基於多年的調度經驗，以穩定煤氣管網壓力、確保生產穩定運行為目標給出氣櫃或其他可調整用戶(稱為可調度單元)的調度方案，然後由崗位操作人員執行該調度方案並反饋調配後情況，一直到煤氣供需實現平衡。這種人工調度形式存在四方面的弊端一是，難以保證調度的及時性，因為調度人員對煤氣系統未來平衡狀態的分析工作是間隔性的，且間隔時間一般較長，難以做到實時、連續地分析，導致不能及早發現短期內的煤氣不平衡現象，致使調度執行動作滯後，易引起煤氣管網壓力波動，給生產帶來隱患，此外，煤氣可調度單元的調節需要一個時間過程，難以短時間內讓煤氣回復平衡狀態，因此增加了煤氣放散的機率，不可避免地造成了大量煤氣的浪費和對環境的汙染；二是，難以保證調度方案的準確性，因為調度人員對煤氣系統未來生產量、消耗量、存儲量的分析結果，是根據當前生產情況，基於經驗分析和粗略計算得到的，難以保證分析結果的精確性，導致以此為基礎給出的調度方案也不精確；三是，難以保證每一次調度的優良性，因為調度人員能力各異、平衡方法不同，平衡效果也會因人而異，如果調度人員經驗非常豐富，對各種不平衡狀況，都能快速、準確地給出調度方案，使煤氣系統較快回復正常運行，而如果調度人員為新上崗人員或經驗欠佳，煤氣系統恢復到正常可能會需要較長的時間並會增加煤氣放散的機率，造成能源浪費和增加安全隱患；四是，難以應對調度的日趨複雜化，因為隨著企業生產規模的不斷擴大，煤氣系統設備日益增多，將會增加煤氣調度的複雜性，因此對調度人員能力的要求會更高，以上人工經驗調度存在的弊端也就會更加明顯。目前焦化行業的動態平衡調度多是基於人工經驗實現的，無法避免上述問題的存在，因此有必要研究一種更準確、更高效的動態平衡調度系統輔助調度人員針對各種煤氣供需不平衡情況進行及時、準確、可靠的調度
實用新型內容
[0005]本實用新型提供了一種基於動態平衡調度的煤氣系統，能夠有效輔助調度人員針對各種煤氣供需不平衡情況進行及時、準確、可靠的調度，解決因煤氣供、需波動導致的煤氣不平衡問題。一種基於動態平衡調度的煤氣系統，包括煤氣發生單元，與煤氣發生單元相連的多個煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元；所述煤氣系統還包括煤氣動態平衡調度單元，所述煤氣動態平衡調度單元與所述煤氣發生單元、煤氣消耗單元和煤氣緩衝單元相連，所述煤氣動態平衡調度單元包括輸入數據接口模塊、煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊、煤氣不平衡量計算模塊、煤氣供需狀態判斷模塊、平衡調度計算模塊、輸出數據接口模塊、人機界面，以及與所述輸入數據接口模塊、輸出數據接口模塊相連的資料庫；所述資料庫和/或輸入數據接口模塊與所述煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元相連；所述輸入數據接口模塊將煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元的相應數據分別輸入所述煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊、 煤氣不平衡量計算模塊、平衡調度計算模塊；所述的煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊和煤氣緩衝單元計算模塊將計算得到的未來設定時刻的預測數據分別輸出至所述煤氣不平衡量計算模塊、平衡調度計算模塊、輸出數據接口模塊；所述煤氣不平衡量計算模塊將計算得到的未來設定時刻的煤氣不平衡量輸入所述煤氣供需狀態判斷模塊；所述煤氣供需狀態判斷模塊將判斷結果輸入所述平衡調度計算模塊；所述平衡調度計算模塊根據所述判斷結果得到調度方案，並將所述調度方案發送到所述輸出數據接口模塊；所述輸出數據接口模塊將各煤氣單元的預測數據、煤氣供需狀態判斷模塊的判斷結果、平衡調度計算模塊的調度方案發送至資料庫和/或人機界面；人機界面用以顯示資料庫中存儲的數據和信息。所述煤氣不平衡量計算模塊分別計算各煤氣單元未來設定時刻的煤氣發生量、煤氣消耗量、煤氣存儲量的累加值，並基於所述累加值和煤氣緩衝單元的實際生產數據計算所述設定時刻的煤氣不平衡量。所述煤氣供需狀態判斷模塊還可以將所述判斷結果發送至輸出數據接口模塊。所述煤氣供需狀態判斷模塊預設不同的煤氣供需不平衡狀態的範圍及其相應的計算關係，所述計算關係是關於煤氣發生量、煤氣存儲量和煤氣消耗量的不等式和/或等式的運算關係；所述計算關係落入所述煤氣供需不平衡狀態範圍時，則判斷設定時刻將出現相應的煤氣供需不平衡狀態。 所述的煤氣系統，還可以包括預測模型自校正模塊，所述預測模型自校正模塊接收來自煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊的預測數據，在線監控並實時計算所述設定時刻的生產反饋的實際生產數據與相應預測數據的偏差，並將自動更新的煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊相應的模型參數通過輸出數據接口模塊輸出至資料庫和/或人機界面。所述實際生產數據可以由基礎控制系統採用最大值最小值限幅、加權取平均的濾波方法處理誤差數據。所述的煤氣系統，還可以包括調度方案管理模塊，所述調度方案管理模塊的輸入端和輸出端分別與人機界面和輸出數據接口模塊相連，所述調度方案管理模塊將對所述調度方案的管理操作結果通過輸出數據接口模塊存儲在資料庫中和/或顯示在人機界面上。所述管理操作包括對調度方案修改，修改後的調度方案的保存和/或發布，歷史調度方案查詢的操作。所述輸入數據接口模塊、輸出數據接口模塊採用可編程並行接口晶片或可編程串行通信接口晶片或PLC或I/O接口；和/或煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊通過多個並行單片機或數位訊號處理器DSP實現，或PLC實現；和/或所述煤氣不平衡量計算模塊是加法器；和/或所述煤氣供需狀態判斷模塊是邏輯門電路。本實用新型的技術效果 本實用新型提供了一種基於動態平衡調度的煤氣系統，通過其煤氣動態平衡調度單元中與各煤氣單元相對應的各計算模塊，預測未來某設定時刻的各種煤氣量，據此判斷煤氣供需平衡情況，及時、準確地為調度人員提供未來的煤氣系統狀態；當預測出現煤氣供需不平衡情況時，由平衡調度計算模塊基於企業調度經驗和領域經驗的調度規則給出調度方案，輔助調度人員快速、準確地做出調度決策。本實用新型提供了一個能夠實時、準確的進行調度的煤氣系統，方便調度人員提高煤氣調度的預判性和準確性，解決人工經驗調度過程中存在的問題，以達到快速穩定煤氣管網壓力、減少煤氣放散、高效利用煤氣的目的，實現節能減排。本實用新型進一步方案提供了煤氣不平衡量計算模塊的具體計算方式，能夠得到準確的煤氣不平衡量的預測值。本實用新型進一步方案將所述煤氣供需狀態判斷模塊的判斷結果直接輸出，便於操作人員了解未來煤氣系統的平衡狀態。本實用新型進一步方案提供了煤氣供需狀態判斷模塊的煤氣供需不平衡狀態的範圍及其相應的計算關係的具體形式，便於該模塊的設置和使用。本實用新型進一步方案提供了一種預測模型自校正模塊，在計算模塊的預測數據與實際生產數據產生較大偏差時，對計算模塊進行校正，使得計算模塊更加準確。通常，基於動態平衡調度系統當預測數據偏差超出允許範圍時，進行兩次或有限次數的計算模塊自校正，就可以將預測數據控制在允許的偏差範圍之內。本實用新型進一步的方案，由基礎控制系統採用最大值最小值限幅、加權取平均的濾波方法處理所述實際生產數據的誤差數據，保證了所獲取的生產數據的正確性和可靠性，避免了因測量儀表等因素造成的誤差。本實用新型進一步的方案提供了調度方案管理模塊，在平衡調度計算模塊產生調度方案的基礎上，調度人員可以通過經驗選擇對調度方案進行管理操作，並記錄在資料庫中，使得調度方案可修改，避免平衡調度計算模塊產生較大錯誤或調度方案明顯不合理時發生錯誤調度；將修改後的調度方案存入資料庫可以方便查詢，並積累更多的行業、領域內的經驗，以便以後對平衡調度計算模塊進行改進。本實用新型進一步的方案提供了針對本實用新型技術方案的多種硬體實現方式，便於利用現有的硬體實現本實用新型，成本低廉，線路搭建容易。
圖Ia是實施例I的煤氣動態平衡調度單元結構圖。圖Ib是實施例2的煤氣動態平衡調度單元結構圖。圖2是本實用新型的結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對具體實施方式
進行詳 細說明。實施例I本實用新型一種基於動態平衡調度的煤氣系統，如圖2所示，包括煤氣發生單元，與煤氣發生單元相連的多個煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元，以及與所述煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元連接的煤氣動態平衡調度單元。所述煤氣動態平衡調度單元採用工藝機理建模、回歸分析建模等方法建立煤氣相關單元計算模塊，預測煤氣系統未來時刻的煤氣發生量、消耗量和存儲量，並以此為基礎判斷煤氣供需平衡情況，實時、準確地為調度人員提供未來的煤氣系統狀態。需要說明的是，對於未來設定時刻的確定，可以通過時間粒度的方法，所述時間粒度是指預測的時間長度，根據模型啟動時刻和時間粒度便可確定需要預測的未來時刻；當然也可以用其它方法確定未來的設定時刻，比如人工預設未來的某時間點。圖Ia是實施例I的煤氣動態平衡調度單元的結構圖。本實用新型的煤氣動態平衡調度單元包括輸入數據接口模塊、煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊、煤氣不平衡量計算模塊、煤氣供需狀態判斷模塊、平衡調度計算模塊、輸出數據接口模塊、人機界面；還包括與所述輸入數據接口模塊、輸出數據接口模塊相連的資料庫。各模塊功能如下資料庫與煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元連接，存儲煤氣發生單元(比如焦爐等)、煤氣消耗單元(比如焦爐、管式爐、鍋爐、城市用戶等)、煤氣緩衝單元(比如氣櫃)的實際生產數據、系統運行的輔助數據、來自輸出數據接口模塊的數據；所述煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元統稱煤氣單元。所述實際生產數據包括煤氣系統工藝管網上的壓力、流量、溫度，各煤氣發生單元(如焦爐等)的煤氣發生量；各煤氣消耗單元(如焦爐、管式爐、鍋爐、城市用戶等)的煤氣消耗量；各煤氣緩衝單元(如氣櫃)的煤氣存儲量以及其它實際生產數據，如氣櫃高度、入口閥門開度等。所述實際生產數據可以由PLC和/或DCS等基礎控制系統採用最大值最小值限幅、加權取平均的濾波方法處理誤差數據後再存入資料庫，這樣就保證了所獲取的生產數據的正確性和可靠性，避免了因測量儀表等因素造成的誤差。所述系統運行的輔助數據包括用於預測的時間粒度，各煤氣單元的計算模塊中預測模型的模型參數，生產計劃，化驗分析數據(如煤水分、揮發份)，各煤氣單元約束信息，如緩衝單元存儲量約束(氣櫃最大存儲量和最小存儲量)、可調度單元消耗量約束、調節速率約束等。輸入數據接口模塊獲取資料庫中存儲的煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元的實際生產數據和系統運行的輔助數據，並將其輸出到煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊、煤氣不平衡量計算模塊，以及平衡調度計算模塊。當然輸入數據接口模塊也可以直接與所述煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元相連，從而實時獲取煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元的實際生產數據和/或系統運行的輔助數據。煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊分別包括煤氣發生單元、煤氣消耗單元和煤氣緩衝單元各自的計算模塊。各煤氣單元的計算模塊分別包含相應煤氣單元的預測模型，各煤氣單元的計算模塊基於從輸入數據接口模塊獲取的相應煤氣單元的實際生產數據、系統運行的輔助數據分別計算未來設定時刻的煤氣發生量、煤氣消耗量、煤氣存儲量，統稱預測數據。這些預測模型是經過理論計算及實踐檢驗，比較符合實際生產現狀的模型。例如，某煤氣消耗單元的預測模型結構是I = ax2+bz，其中y是預測的t小時後的煤氣消耗量，x、z是影響y的變量，a、b是模型參數。將歷史生產數據帶入預測模型結構，以確定係數a、b的數值，假如確定結果為a = 2，b = 3，則y = 2x2+3z,就是該煤氣消耗單元的初始的預測模型。同樣，各煤氣發生單元、煤氣緩衝單元的初始預測模型也是通過類似方式獲得。當然，本領域技術人員可以很容易理解，任何適合實際生產的 基於機理、回歸分析等方法建立的模型可以作為所述的預測模型，因此均在本實用新型的保護範圍之內。所述預測數據發送到煤氣不平衡量計算模塊、平衡調度計算模塊和輸出數據接口模塊。煤氣不平衡量計算模塊和煤氣供需狀態判斷模塊，如圖Ia所示。煤氣不平衡量計算模塊基於所述煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊的預測數據分別計算相應煤氣單元當前到未來設定時刻這一段時間內的煤氣發生量、煤氣消耗量、煤氣存儲量及其分別的累加值，並基於所述累加值和煤氣緩衝單元的實際生產數據計算所述設定時刻的煤氣不平衡量，比如，可以由預測數據分別得到煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊中相應的各個煤氣單元當前時刻to到未來設定時刻t時間段內相應的煤氣量，進而將各個計算模塊內的各煤氣預測數據累加得到未來設定時刻t對應的to t時間段內的煤氣總發生量、總消耗量，設未來設定時刻t對應的to t時間段內的煤氣總發生量為X、未來設定時刻t對應的to t時間段內的煤氣總消耗量為Y、to時刻對應的氣櫃剩餘存儲空間為z、to時刻對應的氣櫃存儲量為K，用X-Y-Z或X-Y+K代表煤氣不平衡量。所述煤氣不平衡量輸入煤氣供需狀態判斷模塊，所述煤氣不平衡量與該模塊內部設定的相應閾值對比，比如所述閾值可以是某個根據預測模型預測精度要求和經驗要求得到的臨界參數值(對應不同的煤氣供需不平衡狀態設為C1、C2)，以判斷所述設定時刻是否處於煤氣供需不平衡狀態及屬於何種煤氣供需不平衡狀態,並將煤氣供需狀態的判斷結果發送至平衡調度計算模塊，也可以進一步地輸出至輸出數據接口模塊。所述煤氣供需狀態判斷模塊可以預設煤氣供需狀態的判斷計算式；所述煤氣供需狀態的判斷計算式可以指多個不同的煤氣供需不平衡狀態的範圍及其相應的計算關係；所述計算關係可以是關於煤氣發生量、煤氣存儲量和煤氣消耗量的不等式和/或等式的加減運算等運算關係，如上例所示或類似形式；所述計算關係落入所述煤氣供需不平衡狀態範圍時，則判斷設定時刻將出現相應的煤氣供需不平衡狀態。比如，一種簡單的情況可以用上述煤氣不平衡量與上述臨界值參數的比較結果代表煤氣供需不平衡狀態的計算關係，即X-Y-Z > Cl或X-Y+K 氣櫃的剩餘存儲空間B，則提醒煤氣放散(A-B)立方米。則根據上述預測數據(包括煤氣發生量、煤氣消耗量、煤氣存儲量)以及上述調度規則可以得到以下調度方案需要放散煤氣量為10000-5000-2000 = 3000立方米。當然實際生產中不可能是這麼簡單的情況，本例僅用以說明調度規則與調度方案之間的關係，不應理解為對本實用新型的限制。所述調度方案可以包括根據煤氣消耗單元和煤氣緩衝單元的具體情況確定的、對應於不同煤氣供需不平衡狀態的可調度單元操作建議及可調度單元約束信息；所述可調度單元操作建議可以包括可調度單元的調度順序、各可調度單元的調整量和/或各可調度單元的調節速率(比如鍋爐消耗煤氣的增加量或減少量等)，還可以包括可調度單元的組成結構等；所述可調度單元約束信息包括緩衝單元最大存儲量及最小存儲量、可調度單元調度優先級(如上例所述)、可調度單元的最大調節速率和最小調節速率、可調度的消耗單元最大消耗煤氣量及最小消耗煤氣量。對於煤氣剩餘和不足兩種不平衡情況，可調度單元的調度優先級可能會不同，因此可以根據實際情況分別設定可調度單元的調度優先級。另外，調度優先級可以針對一臺設備或一類設備而設定。舉例而言，若有多臺氣櫃，則調度優先級的描述可以是針對一臺氣櫃，也可以是針對氣櫃這一類設備。由基於企業調度經驗和領域經驗的平衡調度計算模塊給出調度方案，輔助調度人員快速、準確地做出調度決策，為調度人員提供一個實時、準確地信息化平臺，輔助調度人員提高煤氣調度的預判性和準確性，解決人工經驗調度過程中存在的問題，以達到快速穩定煤氣管網壓力、減少煤氣放散、高效利用煤氣的目的，實現節能減排。[0045]輸出數據接口模塊將各煤氣單元的預測數據、煤氣供需狀態判斷模塊的判斷結果、平衡調度計算模塊的調度方案發送至資料庫和/或人機界面；人機界面用以顯示資料庫中存儲的數據和信息。顯示形式可以是曲線和/或表格等的形式直觀地顯示給調度人員查看，也可以是文字等其它方式。實施例2實施例2如圖Ib所示，是以實施例I為基礎進行的完善和改進。下面只對實施例2相對於實施例I有區別的部分進行詳述。實施例2的煤氣系統中的煤氣動態平衡調度單元,在實施例I的基礎上,還包括預測模型自校正模塊，所述預測模型自校正模塊接收來自煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊的預測數據，在線監控並實時計算所述設定時刻生 產反饋的實際生產數據與相應預測數據的偏差，將所述偏差與預設的閾值進行對比；若所述偏差絕對值大於閾值，則根據實際生產數據重新計算並更新煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊中相應的模型參數。其中，預測模型偏差的閾值可以根據預測模型的精度要求而設定。還以上例說明。假設當前時刻為to，預測未來時刻t某煤氣消耗單元的消耗量為8萬立方米/小時，而t時刻實際消耗量為8. 3萬立方米/小時，設定閾值是5000立方米/小時，則偏差為8. 3-8 = O. 3萬立方米/小時，小於閾值5000立方米/小時，則不需自校正，直接進入後續煤氣供需狀態判斷模塊；反之，若t時刻的實際煤氣消耗量是9萬立方米/小時，則偏差是9-8 = I萬立方米/小時，大於閾值5000立方米/小時，則需要校正，即此時實際的影響消耗量的變量x，z代入預測模型y = ax2+bz，重新確定其中的參數a、b，從而確定出新的預測模型參數，更新原模型參數，並存儲在資料庫中。當然可以用其它更複雜的判斷方法判斷是否需要自校正，比如通過多次計算的方法判斷是否需要校正。該模塊的引入確保了預測模型的預測精度。實施例2煤氣系統中的煤氣動態平衡調度單元，還可以包括調度方案管理模塊，所述調度方案管理模塊提供對所述調度方案的管理操作，所述調度方案管理模塊的輸入端和輸出端分別與人機界面和輸出數據接口模塊相連，所述調度方案管理模塊將對所述調度方案的管理操作結果通過輸出數據接口模塊存儲在資料庫中和/或顯示在人機界面上。所述管理操作包括對調度方案修改，修改後的保存和/或發布的在線操作，和/或歷史調度方案查詢(離線或在線)操作等，當然還可以包括其它管理操作，比如列印等。所述調度方案管理模塊使得調度方案可修改，避免平衡調度計算模塊產生較大錯誤或調度方案明顯不合理時發生錯誤調度；將修改後的調度方案存入資料庫可以方便查詢，並積累更多的行業、領域內的經驗，以便以後對平衡調度計算模塊進行改進。其中，輸入數據接口模塊、輸出數據接口模塊，可以通過I/O接口這一硬體來實現，如採用可編程並行接口晶片比如8255A、可編程串行通信接口晶片比如8250/16550等，也可以採用PLC。煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊可通過多個並行單片機或數位訊號處理器DSP皆可實現，如採用MCS-51系列單片機(型號可以是80C31、8051、8751等)，或採用TMS320系列DSP(型號可以是C2000、C5000等)或PLC實現。所述煤氣不平衡量計算模塊可以是加法器。所述煤氣供需狀態判斷模塊可以是邏輯門電路或PLC。所述平衡調度計算模塊的調度方案可以預先設定並存儲在RAM中，在滿足煤氣供需狀態判斷模塊的邏輯門電路的條件下通過尋址等方式訪問平衡調度計算模塊中對應的RAM而獲得相應的調度方案，或可通過單片機或數位訊號處理器DSP等硬體來實現，如採用MCS-51系列單片機(型號為80C31、8051、8751等)，或採用TMS320系列DSP (型號為C2000、C5000等)，或可通過PLC實現。所述預測模型自校正模塊可以是由多個並聯的運算器及其共同連接的邏輯門電路組成，所述運算器計算所述設定時刻生產反饋的實際生產數據與相應預測數據的偏差，即進行減運算，然後將所得偏差與預設的閾值進行比較，比較結果通過邏輯門電路所連接的相應尋址方式進行相應的運算或處理。所述調度方案管理模塊可以是一臺工控機。對圖2，需要說明的是，煤氣動態平衡調度單元接收來自煤氣發生單元、煤氣消耗 單元和煤氣緩衝單元的數據，進行運算並給出調度方案，然後將調度方案通知調度人員；但也可以如圖2中所示直接將調度方案發送到相應的煤氣消耗單元和/或煤氣緩衝單元，對其進行調度。
權利要求1.一種基於動態平衡調度的煤氣系統，包括煤氣發生單元，與煤氣發生單元相連的多個煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元，其特徵在於，所述煤氣系統還包括煤氣動態平衡調度單元，所述煤氣動態平衡調度單元與所述煤氣發生單元、煤氣消耗單元和煤氣緩衝單元相連，所述煤氣動態平衡調度單元包括輸入數據接口模塊、煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊、煤氣不平衡量計算模塊、煤氣供需狀態判斷模塊、平衡調度計算模塊、輸出數據接口模塊、人機界面，以及與所述輸入數據接口模塊、輸出數據接口模塊相連的資料庫；所述資料庫和/或輸入數據接口模塊與所述煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元相連；煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊為多個並行單片機或數位訊號處理器DSP，或為PLC ;所述煤氣不平衡量計算模塊是加法器；所述煤氣供需狀態判斷模塊是邏輯門電路； 所述輸入數據接口模塊將煤氣發生單元、煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元的相應數據分 別輸入所述煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊、煤氣不平衡量計算模塊、平衡調度計算模塊；所述的煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊和煤氣緩衝單元計算模塊將計算得到的未來設定時刻的預測數據分別輸出至所述煤氣不平衡量計算模塊、平衡調度計算模塊、輸出數據接口模塊；所述煤氣不平衡量計算模塊將計算得到的未來設定時刻的煤氣不平衡量輸入所述煤氣供需狀態判斷模塊；所述煤氣供需狀態判斷模塊將判斷結果輸入所述平衡調度計算模塊；所述平衡調度計算模塊根據所述判斷結果得到調度方案，並將所述調度方案發送到所述輸出數據接口模塊；所述輸出數據接口模塊將各煤氣單元的預測數據、煤氣供需狀態判斷模塊的判斷結果、平衡調度計算模塊的調度方案發送至資料庫和/或人機界面；人機界面用以顯示資料庫中存儲的數據和信肩、O
2.根據權利要求I所述的煤氣系統，其特徵在於，所述煤氣供需狀態判斷模塊還將所述判斷結果發送至輸出數據接口模塊。
3.根據權利要求I所述的煤氣系統，其特徵在於，還包括預測模型自校正模塊，所述預測模型自校正模塊接收來自煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊的預測數據，在線監控並實時計算所述設定時刻的生產反饋的實際生產數據與相應預測數據的偏差，並將自動更新的煤氣發生單元計算模塊、煤氣消耗單元計算模塊、煤氣緩衝單元計算模塊相應的模型參數通過輸出數據接口模塊輸出至資料庫和/或人機界面，所述預測模型自校正模塊是由多個並聯的運算器及其共同連接的邏輯門電路組成。
4.根據權利要求I至3任何一個所述的煤氣系統，其特徵在於，還包括調度方案管理模塊，所述調度方案管理模塊的輸入端和輸出端分別與人機界面和輸出數據接口模塊相連，所述調度方案管理模塊將對所述調度方案的管理操作結果通過輸出數據接口模塊存儲在資料庫中和/或顯示在人機界面上，所述調度方案管理模塊為工控機。
5.根據權利要求I至4之一所述的煤氣系統，其特徵在於，所述輸入數據接口模塊、輸出數據接口模塊採用可編程並行接口晶片或可編程串行通信接口晶片或PLC或I/O接口。
專利摘要本實用新型一種基於動態平衡調度的煤氣系統，包括煤氣發生單元，與煤氣發生單元相連的多個煤氣消耗單元、煤氣緩衝單元，以及煤氣動態平衡調度單元，所述煤氣動態平衡調度單元與所述煤氣發生單元、煤氣消耗單元和煤氣緩衝單元相連，能夠有效輔助調度人員針對各種煤氣供需不平衡情況進行及時、準確、可靠的調度，解決因煤氣供、需波動導致的煤氣不平衡問題。
文檔編號F17D1/02GK202647189SQ20112056231
公開日2013年1月2日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者邢立立, 黎明, 王學雷, 孫緒彬 申請人:北京三博中自科技有限公司, 景德鎮開門子陶瓷化工集團有限公司