一种水泥行业生产负荷控制方法、装置及计算机设备与流程

本技术涉及水泥行业数据处理，尤其是涉及一种水泥行业生产负荷控制方法、装置及计算机设备。

背景技术：

1、水泥的生产工艺大致可以分为1)破碎、预均化；2)生料制备；3)生料均化；4)预热分解；5)水泥熟料的烧成和6)水泥粉磨六个部分。目前，在电力需求与资源节约双重压力下，水泥行业面临着严峻的能源管理挑战，尤其是生料制备和水泥粉磨两个耗电量最大的工序。这两个工序不仅占用了全厂超过60％的动力，而且由于其在生产线中的核心作用，存在一定的中断潜力，使得如何在保证生产连续性和安全性的前提下实现负荷的精确调节成为了技术难题。

2、通过分析水泥行业生产工艺流程，建立其负荷控制方法，能够更好地发挥水泥企业与电网友好互动中的作用。

3、因此，如何建立一个精确控制设备运行的负荷管理模型，使这两个环节的功率调节与电网负荷需求相匹配，是当前水泥行业亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了精确控制水泥行业的生产负荷，使得生料制备和水泥粉磨两个环节的功率调节与电网负荷需求相匹配，在保证生产连续性和安全性的前提下实现水泥行业生产负荷的精确调节，本技术提供了一种水泥行业生产负荷控制方法、装置及计算机设备。

2、第一方面，本技术提供一种水泥行业生产负荷控制方法。

3、本技术是通过以下技术方案得以实现的：

4、一种水泥行业生产负荷控制方法，包括以下步骤，

5、实时获取水泥行业的生产工艺流程中和电控系统中的用于表征生料磨工序和水泥磨工序的在当前工况下的能耗数据和功率数据；

6、将所述能耗数据和所述功率数据输入预设的生料磨功率预测模型和预设的水泥磨功率预测模型中，得到当前工况下的生料磨功率曲线和当前工况下的水泥磨功率曲线；

7、基于所述生料磨功率曲线和所述水泥磨功率曲线，结合预获取的水泥行业生产工艺流程的电网负荷需求曲线，提取目标调节区间曲线段；

8、根据所述目标调节区间曲线段，获得生料磨负荷调节模型和水泥磨负荷调节模型；

9、利用所述生料磨负荷调节模型和所述水泥磨负荷调节模型，结合预获取的电网实时电力消费数据，训练得到负荷预测模型；

10、通过所述负荷预测模型，预测得到生料磨工序的负荷需求和水泥磨工序的负荷需求；

11、按照所述生料磨工序的负荷需求和所述水泥磨工序的负荷需求，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷。

12、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：根据所述目标调节区间曲线段，获得生料磨负荷调节模型和水泥磨负荷调节模型的步骤包括，

13、基于所述生料磨功率曲线和所述水泥磨功率曲线，识别生料磨工序和水泥磨工序的目标调节负荷区间；

14、获取水泥行业生产工艺流程的电网负荷需求曲线，结合所述目标调节负荷区间，提取目标调节区间曲线段；

15、根据所述目标调节区间曲线段，采用预设的全局优化算法，训练得生料磨负荷调节模型和水泥磨负荷调节模型。

16、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：按照所述生料磨工序的负荷需求和所述水泥磨工序的负荷需求，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷的步骤包括，

17、获取所述生料磨工序的当前生产能力参数和所述水泥磨工序的当前生产能力参数，根据所述生料磨工序的负荷需求和所述水泥磨工序的负荷需求，结合所述生料磨工序的最大生产能力和所述水泥磨工序的最大生产能力，判断是否调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷；

18、当所述生料磨工序的最大生产能力与当前生产能力参数的差值不满足所述生料磨工序的负荷需求，或所述水泥磨工序的最大生产能力与当前生产能力参数的差值不满足所述水泥磨工序的负荷需求时，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷。

19、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：当所述生料磨工序的最大生产能力与当前生产能力参数的差值不满足所述生料磨工序的负荷需求，或所述水泥磨工序的最大生产能力与当前生产能力参数的差值不满足所述水泥磨工序的负荷需求时，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷的步骤包括，

20、提取生料磨当前的运行功率基准值和水泥磨当前的运行功率基准值，分别作为第一基准值和第二基准值；

21、根据所述第一基准值和所述第二基准值，计算所述生料磨工序的下调负荷范围值和所述水泥磨工序的下调负荷范围值；

22、基于所述生料磨工序的下调负荷范围值和所述水泥磨工序的下调负荷范围值，调整对应的目标设备的运行参数。

23、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：基于所述生料磨工序的下调负荷范围值和所述水泥磨工序的下调负荷范围值，调整对应的目标设备的运行参数的步骤前，还包括以下步骤，

24、判断所述下调负荷范围值是否满足产量及预设的约束条件；

25、若所述下调负荷范围值满足产量及预设的约束条件，基于所述下调负荷范围值，计算负荷下调比例；

26、根据所述负荷下调比例，调整对应的目标设备的运行参数。

27、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下步骤，

28、获取优化调整的目标设备的负荷曲线预设值；

29、根据所述负荷曲线预设值，设定电控系统的目标输出；

30、实时监测所述电控系统的控制回路，判断所述电控系统中的控制参数是否匹配；

31、当所述控制参数不满足匹配条件时，采用pid控制理论对所述电控系统中的控制参数进行调整。

32、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：按照所述生料磨工序的负荷需求和所述水泥磨工序的负荷需求，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷的步骤前，还包括以步骤，

33、采用预设的成本模型计算负荷调节，所述成本模型用于评估调节成本和节约的电力使用成本；

34、判断所述调节成本与所述电力使用成本是否满足预设条件；

35、当所述调节成本小于所述电力使用成本时，按照所述生料磨工序的负荷需求和所述水泥磨工序的负荷需求，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷。

36、本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：按照所述生料磨工序的负荷需求和所述水泥磨工序的负荷需求，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷的步骤后，还包括，

37、获取当前的生料库存数据和成品水泥库存数据；

38、判断所述生料库存数据与预设的第一阈值的大小、所述成品水泥库存数据与预设的第二阈值的大小；

39、当所述生料库存数据超过所述第一阈值且所述成品水泥库存数据小于所述第二阈值时，增加成品水泥的生产量直至库存达到平衡状态。

40、第二方面，本技术提供一种水泥行业生产负荷控制装置。

41、本技术是通过以下技术方案得以实现的：

42、一种水泥行业生产负荷控制装置，包括，

43、数据模块，用于实时获取水泥行业的生产工艺流程中和电控系统中的用于表征生料磨工序和水泥磨工序的在当前工况下的能耗数据和功率数据；

44、功率模块，用于将所述能耗数据和所述功率数据输入预设的生料磨功率预测模型和预设的水泥磨功率预测模型中，得到当前工况下的生料磨功率曲线和当前工况下的水泥磨功率曲线；

45、调节区间模块，用于基于所述生料磨功率曲线和所述水泥磨功率曲线，结合预获取的水泥行业生产工艺流程的电网负荷需求曲线，提取目标调节区间曲线段；

46、调节模型模块，用于根据所述目标调节区间曲线段，获得生料磨负荷调节模型和水泥磨负荷调节模型；

47、预测模型模块，用于利用所述生料磨负荷调节模型和所述水泥磨负荷调节模型，结合预获取的电网实时电力消费数据，训练得到负荷预测模型；

48、负荷预测模块，用于通过所述负荷预测模型，预测得到生料磨工序的负荷需求和水泥磨工序的负荷需求；

49、负荷控制模块，用于按照所述生料磨工序的负荷需求和所述水泥磨工序的负荷需求，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷。

50、第三方面，本技术提供一种计算机设备。

51、本技术是通过以下技术方案得以实现的：

52、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一种水泥行业生产负荷控制方法的步骤。

53、综上所述，与现有技术相比，本技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

54、实时获取水泥行业的生产工艺流程中和电控系统中的用于表征生料磨工序和水泥磨工序的在当前工况下的能耗数据和功率数据，并输入预设的生料磨功率预测模型和预设的水泥磨功率预测模型中，得到当前工况下的生料磨功率曲线和当前工况下的水泥磨功率曲线，以综合考虑生料磨工序和水泥磨工序在生产过程中的功耗情况，用于后续精准确定负荷调节区间；基于生料磨功率曲线和水泥磨功率曲线，结合预获取的水泥行业生产工艺流程的电网负荷需求曲线，提取目标调节区间曲线段，用于指导后续的负荷控制；根据目标调节区间曲线段，获得生料磨负荷调节模型和水泥磨负荷调节模型，以利用生料磨负荷调节模型和水泥磨负荷调节模型，结合预获取的电网实时电力消费数据，训练得到负荷预测模型，以预测生料磨工序的负荷需求和水泥磨工序的负荷需求，有利于精确控制水泥行业的生产负荷；最后按照生料磨工序的负荷需求和水泥磨工序的负荷需求，调控生料磨工序的负荷和水泥磨工序的负荷，使得生料制备和水泥粉磨两个环节的功率调节与电网负荷需求相匹配，实现了在保证生产连续性和安全性的前提下，水泥行业生产负荷的精确调节，能够更好地发挥水泥企业与电网友好互动的作用。