[00709240]基于开源节流模式的新型网络优化综合管控系统

能源是制约中国经济发展和环境保护的重要因素之一。中国以化石燃料为主的能源结构，不仅资源难以支撑，而且对环境将带来严重问题。大型耗能企业重点研究各类节能模式和方法，由于能量守恒的约束，已经到达瓶颈，出现节能与产品质量、环境质量的负相关。因此急需一种新的能量管理运营模式，即保证产品与环境质量，又能高效节能。基于此课题组研究并开发了集清洁能源与节能优化技术相结合的综合能量管理系统解决了上述问题。该课题组自1997年以来，着重研究以水泥生产为对象的高耗能企业节能优化控制，先后承担了有关新能源和节能优化方面的国家自然科学基金4项，国家重点科研计划(863计划)2项，浙江省自然科学基金4项，浙江省重点科技计划项目2项等，并取得了一系列成果，如开发了基于模糊控制、预测控制、凸优化、智能联合模型、网格优化等的节能技术。另外，完成了厂级优化、综合管控、新能源管理等研究和应用。并启动了该项目的研究与应用。该课题从新能源监控和能量管理系统、含多介质流管控和关键工艺网格优化两个层次研究新型能源优化交互网络管理模式的综合节能减排技术。有效平衡开源与节流，即综合管理控制新能源利用及耗能企业用能、节能系统的平衡；基于神经网络技术和B/S架构的风电场多传感器数据融合系统和监控平台，实现多数据间的互补融合、特征提取和模式分类，开发风电场和风电机组集中及远程在线监测、事故预警与故障诊断系统，支持现场集中监控和远程网络监控两种监控方式；根据钢铁、水泥等行业的工艺生产特点和能量消耗方式，建立面向多级数据交互的公共信息模型(CIM)，实现基础数据平台和功能模块分离的大型企业管控系统；将物质流、能量流、排放流的多介质协调优化方法应用于大型耗能企业的能量管理策略中，并在此基础上建立集能量、工艺和故障在线监测于一体的能量监控和管理系统。最终实现水泥工业可比能效提高实现节电5%，节煤10%，产出率提高10%，产品平稳率提高8%；实现高炉炼铁可比能效提高6%以上；通过新能源的管理应用，实现工业生产节电10%以上。技术的创造性与先进性1.有效地结合了清洁能源与节能优化管控平台相结合的开源节流模式，实现企业节能减排的目标。2.在新型能源发展方面，设计了风电场多传感器数据融合系统、监控平台、在线故障监测模型，实现新能源能量监控管理；3.根据钢铁、水泥等行业的工艺生产特点和能量消耗方式，建立面向多级数据交互的公共信息模型(CIM)，实现基础数据平台和功能模块分离的大型企业管控系统；4.将物质流、能量流、排放流的多介质协调优化方法应用于大型耗能企业的能量管理策略中，并在此基础上建立集能量、工艺和故障在线监测于一体的能量监控和管理系统。经过课题组全体成员的共同努力和合作单位的积极配合，经过反复的仿真、测试后已取得了关键性的技术突破和阶段性的研究成果，已经基本实现了项目预期的各项技术指标要求，在相关行业中得到了积极的推广，并被成功应用于新能源开发和工业现场，在诸多企业中得到了实际验证并取得了相当可观的经济效益。通过项目参与方和技术使用方的反馈，以及课题组在技术推广过程中的实际调查情况可以得知，该项目技术成果在实际使用中的问题已得到了基本解决，系统故障率较低。该系统已被多家水泥和钢铁企业测试应用，并且有望进一步在其它大型耗能企业中得到推广。需要指出的是，尽管该项目成果已经在众多企业中得获得了推广，并且实现了预期的节能减排优化目标。但是在应用到其他高耗能行业的过程中，由于没有缺乏企业合作资源，暂时无法得到更多高耗能企业的支持与配合，因此，在实际的应用中还需要被进一步宣传、认知和政策等支持。历年获奖情况。1.“动态非线性系统的在线学习控制及应用研究”，浙江省科学技术二等奖，2002年；2.“基于模糊自学习的回转窑集散控制系统开发研究”，浙江省科学技术进步三等奖，2003年；3.“水泥回转窑集散系统的模糊智能控制与优化研究”，教育部科学技术进步奖二等奖，2006年.