基于數(shù)據(jù)的高爐煤氣系統(tǒng)建模與調(diào)度應(yīng)用研究.pdf

1、博士學(xué)位論文基于數(shù)據(jù)的高爐煤氣系統(tǒng)建模與調(diào)度應(yīng)用研究DatabasedModelingandSchedulingforBlastFurnaceGasSystem學(xué)11109022大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要鋼鐵工業(yè)是高能耗高排放的行業(yè)，實現(xiàn)其節(jié)能減排是行業(yè)發(fā)展的重大需求。其中，高爐煤氣作為一種重要的二次能源，研究其平衡調(diào)度問題，不僅對解決能源系統(tǒng)的優(yōu)化、調(diào)度和管理有重要

2、作用，更對實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排有重要的意義。針對鋼鐵企業(yè)高爐煤氣系統(tǒng)工藝復(fù)雜，難于建立系統(tǒng)模型的特點(diǎn)，本文研究了基于數(shù)據(jù)的高爐煤氣發(fā)生流量和柜儲量建模及平衡調(diào)度方法，具體內(nèi)容如下：針對生產(chǎn)過程中的煤氣流量數(shù)據(jù)缺失問題，考慮到相同生產(chǎn)狀態(tài)下數(shù)據(jù)變化的相似性，設(shè)計了一種基于生產(chǎn)節(jié)奏信息挖掘的數(shù)據(jù)填補(bǔ)方法。鑒于工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)節(jié)奏不固定的問題，提出一種用于挖掘不同長度信息相關(guān)性的非等長粒度相關(guān)性分析方法，并設(shè)計了一種基于分布估計算法的求解模型，從

3、而將對應(yīng)關(guān)系的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為解空間概率矩陣的進(jìn)化，避免了問題求解的困難。針對高爐煤氣系統(tǒng)建模問題，鑒于高爐煤氣發(fā)生量的波動特性以及數(shù)據(jù)含有高噪聲和異常值的特點(diǎn)，提出了一種基于分位數(shù)回歸的回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)集成模型對其進(jìn)行區(qū)間估計，該方法將回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中輸出矩陣的線性回歸模型用分位數(shù)回歸來實現(xiàn)，并將Bootstrap方法結(jié)合不同分位數(shù)下的回歸模型來構(gòu)造置信區(qū)間和預(yù)測區(qū)間，解決了以往建模過程中對于高噪聲和異常數(shù)據(jù)的敏感性問題，克服了線性回

4、歸算法的過擬合。在建立煤氣柜儲量模型的過程中，考慮到工業(yè)數(shù)據(jù)噪聲大、干擾多，建立的模糊模型容易受訓(xùn)練樣本影響導(dǎo)致過擬合，提出了一種模糊子集融合和規(guī)則約簡方法，從而提高了模糊模型的泛化能力，簡化了規(guī)則庫的結(jié)構(gòu)。針對高爐煤氣系統(tǒng)調(diào)度問題，在煤氣發(fā)生量區(qū)間估計模型和煤氣柜存儲量模型的基礎(chǔ)上，綜合考慮現(xiàn)場各調(diào)整用戶的生產(chǎn)狀態(tài)，提出一種基于CFCBR的煤氣調(diào)度方法。該方法通過對調(diào)度樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行社區(qū)發(fā)現(xiàn)提取典型調(diào)度案例，從而實現(xiàn)案例數(shù)據(jù)樣本集的約簡

5、。在案例推理過程中，根據(jù)案例相似度進(jìn)行案例檢索，并結(jié)合社區(qū)分布情況得到匹配案例的可信度，為調(diào)度人員進(jìn)行調(diào)度決策提供依據(jù)?；趪鴥?nèi)某鋼鐵企業(yè)高爐煤氣系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)對本文所提出的數(shù)據(jù)填補(bǔ)、建模以及調(diào)度方法進(jìn)行了仿真實驗，其結(jié)果表明了所提方法對高爐煤氣的調(diào)度問題具有良好的效果。將所研究成果結(jié)合軟件工程的方法開發(fā)成為一套高爐煤氣平衡調(diào)度系統(tǒng)，并應(yīng)用于該企業(yè)能源中心，實際運(yùn)行情況表明本文工作對鋼鐵企業(yè)高爐煤氣系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度有直接的指導(dǎo)作用，對企業(yè)