ICS 77.010 CCS H07 YB 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/TXXXXXXXXX 钢铁企业多能源介质协同调度技术规范 Technical specification for collaborative scheduling of multiple energy medium in steel enterprises （报批稿） XXXX - XX-XX 发布 XXXX-XX-XX 实施 发布 中华人民共和国工业和信息化部 YB/T xXXx-XXXx 目 次 前言 1范围， 2规范性引用文件 3术语和定义 4概述. 4.1基本要求. 4.2协同调度逻辑. 5数据要求.. 5.1采集对象. 5.2数据采集.. .3数据存储.. 5.4异常数据处理 5.5数据共享... 6能源介质的产生量、消耗量预测， 6.1预测流程. 6.2煤气系统预测.. 6.3蒸汽系统预测 6.4电力系统预测... 7能源介质的协同调度 7.1目标函数构建.. 7.2协同调度模型 7.3可调节变量及约束条件 7.4调度优化建议 7.5调度效果可视化.. 8调度效果评价 10 YB/T xXXXx-XXXX 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会 （SAC/TC183）归口。 本文件起草单位：中治赛迪信息技术(重庆)有限公司、东北大学、冶金工业信息标准研究院、上 海宝信软件股份有限公司、联通雄安产业互联网有限公司、中冶赛迪电气技术有限公司、鞍钢集团自 动化有限公司、安徽工业大学、鞍钢股份有限公司。 本文件主要起草人：李志、徐灿、李旭、史春燕、胡、赵晶晶、汪晶、赵贤聪、周有为、刘凯、 陈光、王大滨、高忠江、张立兴、丁敬国、何心毅、高大鹏、包向军、任鹏帆、吴杉、王亚腾、钟雨 哲。 II YB/T XXXX-XXXX 钢铁企业多能源介质协同调度技术规范 1范围 本文件规定了钢铁企业多能源介质协同调度的总体要求、数据要求，副产煤气（以下简称煤气）、 蒸汽和电力系统的产生量和消耗量预测，以及能源介质间的协同调度要求。 本文件适用于钢铁企业煤气、蒸汽、电力等三种能源介质的协同调度，用于指导钢铁企业能源智 能调度系统的设计、开发和建设。 2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB17167用能单位能源计量器具配备和管理通则 GB/T21368钢铁企业能源计量器具配备和管理要求 GB/T23331能源管理体系要求及使用指南 GB/T42127—2022智能制造工业数据采集规范 GB/T51050一2014钢铁企业能源计量和监测工程技术规范 YB/T4360.1钢铁企业能源管理中心技术规范第1部分：一般要求 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 多能源介质协同调度multi-energymediacollaborativescheduling 根据钢铁企业生产过程中工况变化所引起的各能源介质产生及消耗量的动态变化，通过协调煤气、 蒸汽及电力的产生、回收、储存、输配、转化及利用过程，同步制定煤气、蒸汽及电力系统的运行调 节策略。 3. 2 调度模型schedulingmodel 根据多能源介质协同调度的优化目标和相关生产及工艺条件的约束所构建的数学模型 3. 3 生产单元productioncell 钢铁企业内产能或用能的基本生产单位，一般包括生产工序、产线、工段、站所等。 3. 4 1 YB/T×X×××-×X×X 预测/调度周期prediction/schedulingperiod 进行一次预测/调度计算时向未来推演的时间长度。 示例：预测周期1h代表本次计算是对未来1h的预测。 3.5 预测/调度计算步长prediction/schedulingcalculationsteplength 预测/调度计算周期的时间粒度划分。 示例：预测周期1h，预测计算步长1min代表对未来1h的预测中每1min有一个预测结果数据。 4概述 4.1基本要求 4.1.1钢铁企业应建立并实施能源管理体系，相关要求应符合GB/T23331的有关规定。应建设能源管 理中心，相关要求应符合YB/T4360.1的有关规定。 4.1.2能源计量器具的配备应符合GB17167和GB/T21368的有关规定。能源计量和监测设备的设计、 章的规定。 4.1.3应合理配置能源回收、储存、输配及转换设施，在设计产能下各种能源介质的产生量与消耗量 应满足静态平衡，并具备一定的缓冲调节能力。 4.1.4应对主要生产工序中与煤气、蒸汽、电力的产生及消耗有关的工艺过程参数进行监测、采集， 并进行数据共享。 4.2协同调度逻辑 4.2.1总体目标 多能源介质协同调度的总体目标应满足以下要求： a）能源供应满足生产要求： b）能源系统维持稳定； c）提高能源利用效率； d）降低企业能源成本； e）实现低碳环保。 4.2.2调度对象 4.2.2.1钢铁企业生产过程中需要协同调度的能源介质包括各种副产煤气、蒸汽、电力以及氢气、鼓 风、氧气、氮气、氩气、压缩空气及水等耗能工质。 4.2.2.2根据各种能源介质在生产过程中的占比及其相互间的转换、替代关系，将调度对象聚焦于煤 气、蒸汽及电力三类介质。其余耗能工质应根据能量转换关系转换为相应的煤气、蒸汽及电力消耗。 4.2.3调度逻辑 钢铁企业多能源介质协同调度的逻辑示意见图1，具体流程如下： a）分别建立煤气、蒸汽及电力系统的预测模型，具体建模流程见6.1。基于全厂主要生产工序的 生产计划、生产实绩、生产工艺过程参数以及煤气、蒸汽及电力的产生与消耗量历史记录，对主生产 工序对耗能工质的需求量，以及预测周期内各生产单元煤气、蒸汽及电力系统的能源介质产生及消耗 情况进行预测。预测内容包括： 2 YB/T ×x×××-××x 一煤气系统：主生产工序煤气的产生量和消耗量、煤气外供量、相应能源设备煤气的消耗量、 煤气柜容变化量、煤气管网压力； 蒸汽系统：主生产工序蒸汽的产生量和消耗量、蒸汽外供量、相应能源设备蒸汽的消耗量、 蒸汽蓄热器蓄热能力、蒸汽管网压力及温度； 电力系统：主生产工序电力的产生量和消耗量、电力外供量、相应能源设备电力的消耗量、 电力储能充放电变化、电力需求量及返送电量。 b）分别建立煤气、蒸汽及电力系统的调度模型。应基于调度周期内煤气、蒸汽及电力系统的预测 结果，并将主工序及能源系统的生产运行要求及相关设备的工艺限值作为模型的约束条件，在满足各 系统对应的寻优目标条件下，分别给出煤气、蒸汽及电力系统的调度策略。各系统对应的寻优目标如 下： 煤气系统：在实现煤气平衡保供以及煤气柜运行在合理柜容区间的前提下，将富余煤气分配 给效率较高的煤气锅炉； 蒸汽系统：在蒸汽平衡保供及蓄热设备运行在合理压力及液位区间的前提下，将蒸汽分配给 效率较高的汽轮机-发电机组； 一电力系统：在电力保证正常生产的前提下，通过自发电与用电量调节及电力需量控制，降低 企业外购电成本。 c）宜按照下述流程进行煤气、蒸汽及电力系统的协同调度： 根据煤气系统调度模型，输出煤气锅炉的负荷分配策略，并计算相应煤气锅炉蒸汽产生量的 变化； 将上述煤气系统的优化调度策略下的煤气锅炉蒸汽产生量变化与蒸汽系统的预测结果进行结 合，在满足蒸汽系统寻优目标的条件下，输出相应的汽机主蒸汽、抽汽及发电机组调节策略，并计算 相应的煤气及余热发电机组发电量的变化量： 一将上述蒸汽系统的优化调度策略下的煤气及余热发电机组发电量的变化量与电力系统的预测 结果及市场电价机制进行结合，在满足电力系统寻优目标的条件下，输出相应的外购电、自发电及用 电调度策略； 根据电力系统的调度策略，若需要再协调煤气发电和余热蒸汽发电的调整量时，相应调整量 宜分别调用上述煤气系统及蒸汽系统调度模型，直到煤气、蒸汽及电力系统的调度策略协调一致后 输出最终的协同调度策略。 5数据要求 5.1采集对象 数据采集应包含以下数据类别： a）能源计量及能源质量监测数据，如煤气流量、压力、热值、含水量、各组分含量，蒸汽流量、 温度、压力等； b）生产计划及生产实绩类数据，应覆盖全厂生产流程的各产能及用能生产单元，如产量计划、检 修计划、作业排程、产量实绩、停机实绩、作业实绩等； c）主生产工序工艺过程监测数据，应覆盖全厂生产流程的各产能及用能生产单元，如热风炉风温、 风压，转炉铁水成分、废钢量，加热炉钢坏入炉温度、钢坏重量等； d）煤气、蒸汽及电力储配设施运行状态数据，如煤气柜柜容、蒸汽蓄热器压力、温度、电力储能 充放电状态、储电量； e）煤气及余热发电机组的运行状态数据，如发电功率、汽轮机主蒸汽温度、压力、流量等。 3