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当前国内钢铁工业能耗高、资源利用率低的问题,已经引起了各方的关注。钢铁企业能源仿真系统作为先进能源管理系统的一部分,可以分析各种能源介质的使用、回收、转换等环节的动态变化,为能源系统的运行策略和优化提供工具和分析手段。钢铁企业能源仿真模型及组态,为仿真计算提供了模型基础和网络框架,是能源仿真系统的基础。
本文以整个钢铁企业能源系统为研究对象,根据典型钢铁企业生产工艺流程和能源系统的特点,把整个钢铁企业划分为不同的子系统,然后分别建立了单元产消模型,进一步建立了钢铁能源系统网络模型,并实现了用于钢铁能源仿真的组态软件,为进一步仿真计算工作提供了基础模型。本文的主要工作包括:
1、根据典型钢铁企业生产工艺流程,各个工序的不同功能及其物料能源输入输出的特点,把整个钢铁企业划分为五个子系统:生产系统、能源转换系统、回收系统、库存系统、连接系统。
2、依据设备间的上下游关系、物料能源介质的输入输出关系,分析子系统内部的设备关系网络结构,进一步分析各子系统中设备的输入输出边界。最后对各单元的边界,进行了简化抽象,建立各子系统的能源产消单元模型。
3、在单元设备模型的基础上,根据各子系统间物质流与能量流的输入输出关系,建立钢铁企业能源网络模型,并定义了形式化的能源网络模型。最后对复杂的能源网络进行了分层,并采用邻接表的方式来表示。
4、设计并实现用于能源仿真的组态软件,并进行简单验证。针对某一钢铁企业能源系统的现状,利用所开发的组态软件,设计出能源系统的组态模型。通过仿真计算,并对仿真模型和组态软件进行验证。