CN104915728A - 一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于钢铁企业能源调度技术领域，提供了一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法，以蒸汽介质网络拓扑结构上可调度设备的自由变量初始化为主线，综合考虑各蒸汽介质的物理约束和多单元设备的工艺约束等全部约束条件，按蒸汽产耗流程循序推进，通过对蒸汽系统中的全部变量进行随机分配、约束检验、关联检查和调整修正等处理过程，在无需复杂迭代搜索计算的前提下快速得到自然满足所有约束条件的可行解；若低品质蒸汽不能满足生产用汽需求时，预见性的在与其关联的高品质蒸汽变量分配过程中，优先初始化某些减温减压装置的入口蒸汽流量，降低了生成的蒸汽系统优化调度方案为不可行解的可能性，也减少了重复迭代计算的软硬件资源消耗。

Description

一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法

技术领域

本发明属于钢铁企业能源调度技术领域，尤其涉及一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法。

背景技术

钢铁工业是国民经济的基础性支柱产业，同时又是资源、能源密集型产业。能源消耗是决定钢铁工业生产成本和利润的重要因素，也是影响环境负荷的主要原因。一方面，钢铁企业生产流程长，工序、设备繁多，各工序间相互衔接，且每种工序、设备都与多种能源介质关联；另一方面，钢铁企业需要用到的能源种类超过20种，这些能源介质不仅各自存在产耗、储存、缓冲和输配等多种形态，而且相互之间有着复杂的转换、替代等关联关系，这都使得整个钢铁企业能源系统网络结构紧密耦合、错综复杂。因此，对钢铁企业能源系统的研究具有理论和现实两方面的重要意义。

蒸汽作为钢铁企业的三种主要能源介质之一，在企业的生产和生活中的重要性尤其突出。对钢铁企业蒸汽系统实施优化调度，是要在满足能源产耗需求和安全生产的大前提下，优化能源消耗结构，充分利用二次能源，减少副产煤气放散，减少蒸汽的盲目生产和放散，提高能源综合利用效率，最终实现能源成本的最小化目标。

然而，对于钢铁企业蒸汽系统优化调度问题而言，其中存在着大量的线性和非线性、等式和不等式约束条件，如各品质蒸汽产耗、输配和转换等单元设备需满足工艺约束，每种蒸汽介质自身还需满足动态平衡约束等。对这种复杂的强约束问题，如果没有一个好的约束处理机制作为支撑，在求解计算过程中，出现违反约束的不可行解的概率是非常大的，可以说，此时获得一个可行解的难度将不亚于搜索到全局最优解的难度。可行解难以获取的窘境不仅会降低蒸汽系统优化调度问题求解计算的速度和效率，将大量的计算时间和资源消耗在可行解的搜索任务上，还可能导致求解过程不收敛，无法输出可行/最优的调度方案，严重影响蒸汽调度与生产计划的实施。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法，以解决现有技术确定可行解的方法复杂的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，确定钢铁企业的蒸汽系统网络拓扑结构；根据热力设备的能耗情况确立其输入/输出变量集，结合所述热力设备的工艺模型和约束条件，建立与所述热力设备对应的单元数学模型；

步骤2，对所有蒸汽介质按压力等级的降序进行排序；

步骤3，根据蒸汽供需预测结果以及所述单元数学模型，计算在第t个调度周期内介质序号为stm的蒸汽的富余量S_stm,t，判断所述蒸汽富余量S_stm,t是否大于等于0，是，执行步骤5，否，执行步骤4；

stm的初始值为最高压力等级的蒸汽的介质序号；

步骤4，在满足工艺条件的约束下，增加锅炉类设备的燃煤消耗量，使产汽量满足主生产工序的生产用蒸汽需量，执行步骤5；

步骤5，判断当前蒸汽的介质序号stm是否为1，是，执行步骤8，否，执行步骤6；

步骤6，判断与所述当前蒸汽关联的低等级蒸汽是否满足生产需求，是，执行步骤8，否，执行步骤7；

步骤7，将所述当前蒸汽的富余量S_stm,t分配给相关减温减压装置，所述相关减温减压装置为将所述当前蒸汽降为关联的低等级蒸汽时用到的减温减压装置，初始化所述相关减温减压装置的入口蒸汽量后，更新所述当前蒸汽介质的富余量S_stm,t的值，执行步骤8；

步骤8，将所述当前蒸汽的富余量S_stm,t分配给汽轮机类和减温减压装置类设备，将蒸汽的所述介质序号stm减1，判断stm-1大于0时，执行步骤3，否则，执行步骤9；

步骤9，输出所述钢铁企业蒸汽系统的优化调度可行解，结束。

本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的第一优选实施例中：所述步骤1中确定的所述钢铁企业蒸汽系统网络拓扑结构中，用蒸汽介质管网和可调度的热力设备描述所述蒸汽系统，所述热力设备包含锅炉类设备、汽轮机类和减温减压装置类设备；

建立蒸汽介质管网信息集Φ、锅炉类设备信息集Θ，以及汽轮机类和减温减压装置类设备信息集Ω：

Φ＝{HPS,MPS,LPS,L}

Θ＝{GBO,CBO,L}

Ω＝{TUR,VAL,L}

其中，HPS、MPS、LPS分别为高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽介质，GBO、CBO分别为全烧煤气锅炉和燃煤掺烧煤气锅炉设备子集，TUR为凝汽式汽轮机设备子集，VAL为减温减压装置子集。

本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的第二优选实施例中：所述步骤1中建立的所述单元数学模型中的信息包括：所述锅炉类设备的煤气消耗量和蒸汽产生量所述汽轮机类和减温减压装置类设备的入口蒸汽流量和出口产生/抽汽/凝汽流量所述汽轮机类设备产生的电量z_n,t；

其中，i为煤气介质或其它燃料序号，s为所述蒸汽介质的序号，m为所述锅炉类设备的序号，n为所述汽轮机类和所述减温减压装置类设备的序号，t为调度周期序号。

本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的第三优选实施例中：所述步骤3中计算的在第t个调度周期内介质序号为stm的蒸汽的富余量S_stm,t的值为：

其中，D_stm,t和G_stm,t分别为根据蒸汽供需预测结果得到的，在第t个调度周期内主生产工序对所述当前蒸汽的需求量，及不参与调度的余热余能锅炉设备自然循环产生的当前蒸汽流量；

为所述热力设备信息集中除所述减温减压装置之外的所述锅炉类设备产生和所述汽轮机类设备出口产生/抽汽/凝汽的当前蒸汽流量之和；

为所述热力设备信息集中所述减温减压装置产生的当前蒸汽流量之和，其中，为网络拓扑结构图中所有产生当前蒸汽的减温减压装置构成的设备子集。

本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的第四优选实施例中：所述步骤4包括：

步骤401，选中网络拓扑结构图中所有产生所述当前蒸汽的燃煤锅炉构成的设备子集CBO_stm；

步骤402，调用所述燃煤锅炉的单元模型，增加燃煤消耗量的所述燃煤锅炉的个数的初始值为1，各个所述燃煤锅炉增加的燃煤消耗总量的值为：

${\mathrm{\Δx}}_{i,m,t}^{sume}=\left|S_{stm,t}\right|*\left(h_{stm}-h_{fw}\right)/\left(h_i*\mathrm{\η}\right),i=COI,m\∈\left\{{\mathrm{CBO}}_{stm}\right\};$

其中，|S_stm,t|为取所述当前蒸汽富余量的绝对值，h_stm和h_fw分别为所述燃煤锅炉的出口蒸汽焓值和给水焓值，h_i表示燃煤的热值，η为锅炉效率，COI为燃煤对应的能源介质序号；

步骤403，检验增加燃煤消耗量之后是否满足锅炉的工艺约束条件，是，执行步骤404，否，增加参与燃煤消耗量增加的所述燃煤锅炉的个数，执行步骤402；

步骤404，计算增加燃煤消耗量之后，锅炉增加的产汽量更新所述当前蒸汽的富余量为增加燃煤消耗量之前的蒸汽的富余量与锅炉增加的产汽量之和。

本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的第五优选实施例中：所述步骤6中根据蒸汽供需预测结果，得到在第t个调度周期内主生产工序对与当前蒸汽关联的低等级蒸汽的需求量D_stm′,t，及其它不参与调度的余热余能锅炉等设备自然循环产生的低等级蒸汽流量G_stm′,t，其中，stm′为关联的低等级蒸汽序号；

G_stm′,t≥D_stm′,t时，该低等级蒸汽满足生产需求，执行所述步骤8，否则执行所述步骤7。

本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的第六优选实施例中：所述步骤7包括：

步骤701，计算网络拓扑结构图中所有消耗所述当前蒸汽的汽轮机的蒸汽消耗变量的上限之和其中，为所有消耗所述当前蒸汽的汽轮机构成的设备子集；

步骤702，判断所述当前蒸汽的富余量是否大于等于所有汽轮机的蒸汽消耗变量上限之和与低等级蒸汽短缺量两项之和，即：

$S_{stm,t}\≥\underset{s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\}}{\Σ}{\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}}+\left(D_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}-G_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}\right)$

是，执行步骤705，否，执行步骤703；

步骤703，判断所述当前蒸汽的富余量是否大于等于所述当前蒸汽关联的所述低等级蒸汽短缺量，是，执行步骤705，否，执行步骤704；

步骤704，修改所述锅炉类设备的出力情况，加大锅炉的产汽量，更新所述当前蒸汽介质的富余量S_stm,t的值，执行步骤705；

步骤705，计算用于分配的所述当前蒸汽富余量的值为：

${\hat{S}}_{stm,t}=Min\left(S_{stm,t},\left(D_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}-G_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}\right)\right);$

步骤706，初始化所述相关减温减压装置的入口蒸汽流量为：

$y_{s,n,t}^{in}=Min\left({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}},Max\left(0,{\hat{S}}_{stm,t}-\underset{k=1}{\overset{n-1}{\Σ}}{y}_{s,k,t}^{in}\right)\right),s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{\left(stm,{\mathrm{stm}}^{\′}\right)}^{sume}\right\}.$

其中，为减温减压装置的入口蒸汽流量上限，为所述网络拓扑结构图中所有将所述当前蒸汽降级为所述当前蒸汽关联的所述低等级蒸汽的所述减温减压装置构成的设备子集；

步骤707，设置所述当前蒸汽的所述减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位为true；

步骤708，计算为所述减温减压装置分配完成后当前蒸汽的富余量为：

$S_{stm,t}=Max\left(0,S_{stm,t}-\underset{s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{\left(xtm,{\mathrm{stm}}^{\′}\right)}^{sume}\right\}}{\Σ}{y}_{s,n,t}^{in}\right).$

本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的第七优选实施例中：所述步骤8包括：

步骤801，理清所有消耗所述当前蒸汽的汽轮机构成的设备子集和所述减温减压装置构成的设备子集

步骤802，计算所有消耗所述当前蒸汽的所述汽轮机的蒸汽消耗变量的上限之和 $\underset{s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\}}{\Σ}{\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}};$

步骤803，判断所述当前蒸汽富余量是否大于等于所述汽轮机蒸汽消耗变量上限之和的值，是，执行步骤804，否，执行步骤807；

步骤804，所有所述汽轮机类设备的入口蒸汽流量为：s＝stm,执行步骤805；

步骤805，计算为所述汽轮机类设备分配后的所述当前蒸汽剩余量，判断所述当前蒸汽的所述减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位是否为true，是，执行步骤810，否，执行步骤806；

步骤806，初始化所述减温减压装置的入口蒸汽流量s＝stm, $y_{s,n,t}^{in}=Min\left({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}},Max\left(0,S_{stm,t}-\underset{s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\}}{\Σ}{\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}}-\underset{k=1}{\overset{n-1}{\Σ}}{y}_{s,k,t}^{in}\right)\right),s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{stm}^{sume}\right\};$

步骤807，判断所述当前蒸汽的所述减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位是否为true，是，执行步骤809，否，执行步骤808；

步骤808，设置所述减温减压装置的入口蒸汽流量s＝stm,执行步骤809；

步骤809，所述汽轮机设备子集中包含的设备数量为前个所述设备的入口蒸汽流量满足：

$y_{s,n,t}^{in}=Min({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}},Max(0,rand(0,1)*\left(S_{stm,t}-\underset{k=1}{\overset{m-1}{\Σ}}{y}_{s,k,t}^{in}\right)\left)\right),s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\};$

最后一个所述设备满足：

$y_{s,n,t}^{in}=Min\left({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}},Max\left(0,S_{stm,t}-\underset{k=1}{\overset{N_{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}}-1}{\Σ}}{y}_{s,k,t}^{in}\right)\right),s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\};$ 执行步骤810；

步骤810，依据所有设备的工艺模型计算所述减温减压装置的出口蒸汽流量和所述汽轮机发生的电量z_n,t。

本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的第八优选实施例中：所述步骤9中输出可行解之前还包括：检查生成的所述蒸汽系统优化调度可行解是否满足所述热力设备中所有设备的工艺约束条件，不满足则重新确定所述蒸汽系统优化调度可行解。

本发明实施例提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的有益效果包括：

1、本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法，以蒸汽介质网络拓扑结构上可调度设备的自由变量初始化为主线，综合考虑各蒸汽介质的物理约束和多单元设备的工艺约束等全部约束条件，按蒸汽产耗流程循序推进，必要时辅以溯流倒推的“推拉”结合方式，通过对蒸汽系统中的全部变量进行随机分配、约束检验、关联检查和调整修正等处理过程，在无需复杂迭代搜索计算的前提下快速得到自然满足所有约束条件的可行解，解决了钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解搜索的技术难题。

2、所提出的方法充分考虑了蒸汽系统的工艺实际，如产生蒸汽的锅炉设备子集中涵盖了目前钢铁企业能源动力厂内的主要锅炉类型，并为消耗蒸汽的设备子集设置了优先级等，这些都更契合生产现场的实际情况。

3、所提出的方法中不仅考虑了单一品质等级蒸汽的平衡问题，还将这种平衡约束扩充到所有相互关联的高、低品质蒸汽介质之间，若低品质蒸汽不能满足生产用汽需求时，“预见”性的在与其关联的高品质蒸汽变量分配过程中，优先初始化某些减温减压装置的入口蒸汽流量，这样，更进一步降低了生成的蒸汽系统优化调度方案为不可行解的可能性，也减少了重复迭代计算的软硬件资源消耗。

4、应用该设计方法生成的可行解具有较好的多样性特征，这为钢铁企业蒸汽系统优化调度问题中后续的最优解求解计算提供良好的初始条件。

5、所提出的方法不仅适用于钢铁企业，也可以在类似的石化、化工、建材等行业企业的蒸汽系统中得到推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种使产汽量满足主生产工序的生产用蒸汽需量的方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种初始化相关减温减压装置的入口蒸汽流量的方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种将当前蒸汽的富余量分配给汽轮机类和减温减压装置类设备的方法的流程图；

图5是本发明提供的一种钢铁企业能源系统网络拓扑结构的实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示为本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤1，确定钢铁企业的蒸汽系统网络拓扑结构；根据热力设备的能耗情况确立其输入/输出变量集，结合该热力设备的工艺模型和约束条件，建立与热力设备对应的单元数学模型。

步骤2，对所有蒸汽介质按压力等级的降序进行排序。

步骤3，根据蒸汽供需预测结果以及上述单元数学模型，计算在第t个调度周期内介质序号为stm的蒸汽的富余量S_stm,t，判断该蒸汽富余量S_stm,t是否大于等于0，是，执行步骤5，否，执行步骤4。

stm的初始值为最高压力等级的蒸汽的介质序号。

步骤4，在满足工艺条件的约束下，增加锅炉类设备的燃煤消耗量，使产汽量满足主生产工序的生产用蒸汽需量，执行步骤5。

步骤5，判断当前蒸汽的介质序号stm是否为1，是，执行步骤8，否，执行步骤6。

步骤6，判断与当前蒸汽关联的低等级蒸汽是否满足生产需求，是，执行步骤8，否，执行步骤7。

步骤7，将当前蒸汽的富余量S_stm,t分配给相关减温减压装置，该相关减温减压装置为将当前蒸汽降为关联的低等级蒸汽时用到的的减温减压装置，初始化该相关减温减压装置的入口蒸汽量后，更新当前蒸汽介质的富余量S_stm,t的值，执行步骤8。

步骤8，将当前蒸汽的富余量S_stm,t分配给汽轮机类和减温减压装置类设备，将蒸汽的介质序号stm减1，判断stm-1大于0时，执行步骤3，否则，执行步骤9。

步骤9，输出钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解，结束。

本发明实施例提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法，以蒸汽介质网络拓扑结构上可调度设备的自由变量初始化为主线，综合考虑各蒸汽介质的物理约束和多单元设备的工艺约束等全部约束条件，按蒸汽产耗流程循序推进，必要时辅以溯流倒推的“推拉”结合方式，通过对蒸汽系统中的全部变量进行随机分配、约束检验、关联检查和调整修正等处理过程，在无需复杂迭代搜索计算的前提下快速得到自然满足所有约束条件的可行解，解决了钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解搜索的技术难题。

确定可行解的过程中，不仅考虑了单一品质等级蒸汽的平衡问题，还将这种平衡约束扩充到所有相互关联的高、低品质蒸汽介质之间，若低品质蒸汽不能满足生产用汽需求时，“预见”性的在与其关联的高品质蒸汽变量分配过程中，优先初始化某些减温减压装置的入口蒸汽流量，这样，更进一步降低了生成的蒸汽系统优化调度方案为不可行解的可能性，也减少了重复迭代计算的软硬件资源消耗。

应用该方法确定的可行解具有较好的多样性特征，这为钢铁企业蒸汽系统优化调度问题中后续的最优解求解计算提供良好的初始条件。

进一步的，步骤1中确定的钢铁企业蒸汽系统网络拓扑结构中，用蒸汽介质管网和可调度的热力设备描述蒸汽系统，热力设备包含锅炉类设备、汽轮机类和减温减压装置类设备等。

建立蒸汽介质管网信息集Φ、锅炉类设备信息集Θ，以及汽轮机类和减温减压装置类设备信息集Ω：

Φ＝{HPS,MPS,LPS,L}

Θ＝{GBO,CBO,L}

Ω＝{TUR,VAL,L}

其中，HPS、MPS、LPS分别为高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽介质，GBO、CBO分别为全烧煤气锅炉和燃煤掺烧煤气锅炉设备子集，TUR为凝汽式汽轮机设备子集，VAL为减温减压装置子集。

蒸汽介质管网根据实际的物理网络结构确定，例如每种蒸汽介质分别具有不同的温度和压力等物理参数。蒸汽介质管网信息集和热力设备信息集定义为开放的集合形式，具体包含的内容可根据钢铁企业蒸汽系统的实际情况进行调整或增减。

步骤1中建立的单元数学模型中的信息包括：锅炉类设备的煤气消耗量和蒸汽产生量汽轮机类和减温减压装置类设备的入口蒸汽流量和出口产生/抽汽/凝汽流量汽轮机类设备产生的电量z_n,t，其中：i为煤气介质或其它燃料序号，s为蒸汽介质序号，m为锅炉类设备序号，n为汽轮机类和减温减压装置类设备的序号，t为调度周期序号。

步骤3中计算的在第t个调度周期内介质序号为stm的蒸汽的富余量S_stm,t的值为：

其中，D_stm,t和G_stm,t分别为根据蒸汽供需预测结果得到的，在第t个调度周期内主生产工序对当前蒸汽的需求量，及其它不参与调度的余热余能锅炉等设备自然循环产生的当前蒸汽流量。

为热力设备信息集中除减温减压装置之外的锅炉类设备产生和汽轮机类设备出口产生/抽汽/凝汽的当前蒸汽流量之和。

为热力设备信息集中减温减压装置产生的当前蒸汽流量之和。

其中，当前蒸汽为蒸汽介质管网信息集中品质等级最高的蒸汽时，的值为0，为网络拓扑结构图中所有产生当前蒸汽的减温减压装置构成的设备子集，与此对应的是为所有消耗当前蒸汽的减温减压装置构成的设备子集。需用产生型的减温减压装置的入口蒸汽流量推算出口蒸汽流量，而这些入口蒸汽流量已在比当前蒸汽温度、压力更高的高等级蒸汽相关变量的初始化过程中完成。

步骤4中，当前蒸汽总生产量小于需求量时，短缺|S_stm,t|，需返回修改锅炉类设备的出力情况，加大锅炉的产汽量，以满足主生产工序的生产用蒸汽需量，由于副产煤气系统的相关变量已在蒸汽系统之前完成初始化和平衡处理，不能更改，为加大锅炉产汽量，只能修改其燃煤消耗量，增加锅炉类设备的燃煤消耗量，使产汽量满足主生产工序的生产用蒸汽需量的方法的流程图如图2所示，由图2可知，该方法包括：

步骤401，选中网络拓扑结构图中所有产生当前蒸汽的燃煤锅炉构成的设备子集CBO_stm。

步骤402，调用燃煤锅炉的单元模型，增加燃煤消耗量的燃煤锅炉的个数的初始值为1，各个燃煤锅炉增加的燃煤消耗总量的值为：

${\mathrm{\Δx}}_{i,m,t}^{sume}=\left|S_{stm,t}\right|*\left(h_{stm}-h_{fw}\right)/\left(h_i*\mathrm{\η}\right),i=COI,m\∈\left\{{\mathrm{CBO}}_{stm}\right\}.$

其中，|S_stm,t|为取当前蒸汽富余量(＜0，实际为短缺量)的绝对值，h_stm和h_fw分别为燃煤锅炉的出口蒸汽焓值和给水焓值，h_i表示燃煤的热值，η为锅炉效率，COI为燃煤对应的能源介质序号。

步骤403，检验增加燃煤消耗量之后是否满足锅炉的工艺约束条件，是，执行步骤404，否，增加参与燃煤消耗量增加的燃煤锅炉的个数，执行步骤402。

步骤404，计算增加燃煤消耗量之后，锅炉可增加的产汽量更新当前蒸汽的富余量为增加燃煤消耗量之前的蒸汽的富余量与锅炉增加的产汽量之和。

步骤6中根据蒸汽供需预测结果，得到在第t个调度周期内主生产工序对与当前蒸汽关联的低等级蒸汽的需求量D_stm′,t，及其它不参与调度的余热余能锅炉等设备自然循环产生的低等级蒸汽流量G_stm′,t，其中，stm′为关联的低等级蒸汽序号。

G_stm′,t≥D_stm′,t时，该低等级蒸汽满足生产需求，执行步骤8，否则执行步骤7。

步骤6中判断与当前蒸汽关联的低等级蒸汽不满足生产需求时，步骤7中则需要初始化相关减温减压装置的入口蒸汽流量，以确保满足低等级蒸汽的生产需求，分配过程中优先将可分配的当前蒸汽富余量分配给相关减温减压装置，采用“用足”选中减温减压装置能力的方法分配，其流程图如图3所示，由图3可知，该过程具体包含：

步骤701，计算网络拓扑结构图中所有消耗所述当前蒸汽的汽轮机的蒸汽消耗变量的上限之和其中，为所有消耗所述当前蒸汽的汽轮机构成的设备子集；

步骤702，判断所述当前蒸汽的富余量是否大于等于所有汽轮机的蒸汽消耗变量上限之和与低等级蒸汽短缺量两项之和，即：

$S_{stm,t}\≥\underset{s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\}}{\Σ}{\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}}+\left(D_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}-G_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}\right)$

是，执行步骤705，否，执行步骤703；

步骤703，判断当前蒸汽的富余量是否大于等于当前蒸汽关联的低等级蒸汽短缺量，是，执行步骤705，否，执行步骤704。

步骤704，修改锅炉类设备的出力情况，加大锅炉的产汽量，更新当前蒸汽介质的富余量S_stm,t的值，执行步骤705。

当前蒸汽的富余量小于低等级蒸汽短缺量时，为满足低等级蒸汽的生产需求，尚短缺|S_stm,t-(D_stm′,t-G_stm′,t)|，需加大锅炉的产汽量，选择增加锅炉的产汽量的方法与上述步骤401～404的过程相同。

步骤705，计算用于分配的当前蒸汽富余量的值为：

${\hat{S}}_{stm,t}=Min\left(S_{stm,t},\left(D_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}-G_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}\right)\right).$

步骤706，初始化该相关减温减压装置的入口蒸汽流量为：

$y_{s,n,t}^{in}=Min\left({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}},Max\left(0,{\hat{S}}_{stm,t}-\underset{k=1}{\overset{n-1}{\Σ}}{y}_{s,k,t}^{in}\right)\right),s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{\left(stm,{\mathrm{stm}}^{\′}\right)}^{sume}\right\}.$

其中，为减温减压装置的入口蒸汽流量上限，为网络拓扑结构图中所有将当前蒸汽stm降级为关联的低等级蒸汽stm′的减温减压装置构成的设备子集。

步骤707，设置当前蒸汽的减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位为true。

步骤708，计算为减温减压装置分配完成后当前蒸汽的富余量为：

$S_{stm,t}=Max\left(0,S_{stm,t}-\underset{s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{\left(xtm,{\mathrm{stm}}^{\′}\right)}^{sume}\right\}}{\Σ}{y}_{s,n,t}^{in}\right).$

步骤8中将当前蒸汽的富余量S_stm,t分配给汽轮机类和减温减压装置类设备，判断当前蒸汽富余量大于等于汽轮机蒸汽消耗变量上限之和的值时，当前蒸汽大量富余，所有汽轮机类设备均以最大能力消耗蒸汽，为汽轮机类设备分配后的当前蒸汽的剩余量由减温减压装置消耗，采用“用足”选中减温减压装置能力的方法分配。判断当前蒸汽富余量小于所有汽轮机设备的消耗能力时，按照既定的逻辑，所有的减温减压装置均不消耗蒸汽，其入口蒸汽流量为0；而当前蒸汽富余量将分配给汽轮机类设备，采用在选中汽轮机设备的蒸汽消耗能力范围内“随机分配”的方法分配。

具体的，其方法的流程图如图4所示，由图4可知，该过程包括：

步骤801，理清所有消耗当前蒸汽的汽轮机构成的设备子集和减温减压装置构成的设备子集

步骤802，计算所有消耗当前蒸汽的汽轮机的蒸汽消耗变量的上限之和

步骤803，判断当前蒸汽富余量是否大于等于上述汽轮机蒸汽消耗变量上限之和的值，是，执行步骤804，否，执行步骤807。

步骤804，所有汽轮机类设备的入口蒸汽流量为：s＝stm,执行步骤805。

步骤805，计算为汽轮机类设备分配后的当前蒸汽剩余量，判断当前蒸汽的减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位是否为true，是，执行步骤810，否，执行步骤806。

步骤806，初始化减温减压装置的入口蒸汽流量s＝stm, $y_{s,n,t}^{in}=Min\left({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}},Max\left(0,S_{stm,t}-\underset{s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\}}{\Σ}{\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}}-\underset{k=1}{\overset{n-1}{\Σ}}{y}_{s,k,t}^{in}\right)\right),s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{stm}^{sume}\right\}.$

步骤807，判断当前蒸汽的减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位是否为true，是，执行步骤809，否，执行步骤808。

步骤808，设置减温减压装置的入口蒸汽流量s＝stm,执行步骤809。

步骤809，假定汽轮机设备子集中包含的设备数量为则对于其中前个设备，其入口蒸汽流量满足：

$y_{s,n,t}^{in}=Min({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}},Max(0,rand(0,1)*\left(S_{stm,t}-\underset{k=1}{\overset{m-1}{\Σ}}{y}_{s,k,t}^{in}\right)\left)\right),s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\};$

而对于最后一个设备则满足：

$y_{s,n,t}^{in}=Min\left({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{in}},Max\left(0,S_{stm,t}-\underset{k=1}{\overset{N_{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}}-1}{\Σ}}{y}_{s,k,t}^{in}\right)\right),s=stm,n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{stm}^{sume}\right\};$ 执行步骤810。

步骤810，依据所有设备的工艺模型计算减温减压装置的出口蒸汽流量和汽轮机发生的电量z_n,t。

优选的，步骤9中输出可行解之前还可以包括：检查按照上述方式生成的蒸汽系统优化调度可行解是否满足热力设备中所有设备的工艺约束条件，不满足则进行调整，直至所有工艺约束均满足时为止。

实施例一

本发明提供的实施例一为本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法的具体应用实施例。以新疆克州赣鑫钢铁200万t项目为本发明实施例的研究案例，图5为该钢铁企业能源系统网络拓扑结构示意图，针对其蒸汽系统优化调度问题的可行解进行搜索。煤气系统中包含高炉煤气和转炉煤气2种副产煤气介质，以及高转混合煤气，另外，由于转炉煤气均需加压后使用，所以将转炉煤气和加压转炉煤气视为2种不同的介质。蒸汽系统中包含中压蒸汽和低压蒸汽2种品质等级的蒸汽，温度/压力等物理参数分别为：3.82MPa/450℃、0.9MPa/饱和温度。除此之外，还包含其它的能源介质管网，一并见表1所示。

表1 能源介质管网表

煤气系统中可调度的煤气公辅设备包含：1#高炉煤气柜、1#转炉煤气柜、1#转炉煤气加压站、1#高转煤混合站、2#高转煤混合站和1#高炉煤气放散塔等，热力设备包含：1#全烧高炉煤气锅炉、2#全烧高炉煤气锅炉、3#燃煤掺烧煤气锅炉、1#凝汽式汽轮机、2#凝汽式汽轮机和1#减温减压装置等。各设备参数和工艺约束条件见表2～8。

表2 煤气柜设备参数和工艺约束条件

表3 煤气加压站设备参数和工艺约束条件

表4 煤气混合站设备参数和工艺约束条件

表5 煤气放散塔设备参数和工艺约束条件

表6 锅炉设备参数和工艺约束条件

表7 汽轮机设备参数和工艺约束条件

表8 减温减压装置设备参数和工艺约束条件

以2015-2-10 00:00～00:59时间段内为调度时段，调度周期设为1h，共分为1个周期。几种主要能源介质在调度时段内的预测结果如下表所示。

表9 主要能源介质在调度时段内的预测结果

针对上述研究案例，调用本发明提供的一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法，搜索在指定调度时段内的可行解。为了验证本发明的有效性，下面将把随机生成的初始调度方案与应用本发明所提方法得到的可行解进行比对，验证后者得到可行解的难易程度。

按照本发明提出的方法，确定蒸汽介质管网信息集Φ、锅炉类设备信息集Θ，以及汽轮机类和减温减压装置类设备信息集Ω，如下：

Φ＝{中压蒸汽，低压蒸汽，内部电网}

Θ＝{1#全烧高炉煤气锅炉、2#全烧高炉煤气锅炉、3#燃煤掺烧煤气锅炉}

Ω＝{1#凝汽式汽轮机、2#凝汽式汽轮机和1#减温减压装置}

按单元设备能源产耗情况建立的输入/输出变量集如下表所示。

表10 输入/输出变量集

表11列出了30组随机生成的初始调度方案，表中仅列出了自由变量的初始化结果，其他如y₁等非自由变量无需随机生成，由关联的自由变量计算得到，表中用“-”表示。可以很容易验算得知，随机生成的初始调度方案很难满足单元设备的个体工艺约束，要满足能源介质的整体平衡约束更是几乎不可能出现的小概率事件。经检验可知，所有随机生成的初始调度方案均为不可行解。

表11 30组随机生成的初始调度方案

表12列出了调用本发明提出的方法生成的初始调度方案。表中与2#凝汽式汽轮机相关的变量y₆、z₂、y₇均为0，表明该汽轮机处于停机状态，这与调度时段所处的冬季有关，因为采暖对低压蒸汽的需求较大，所以没有多余的低压蒸汽供给2#凝汽式汽轮机发电用。另外，自由变量y₈均等于15.923，表明有15.923t的中压蒸汽通过减温减压装置变成低压蒸汽，而低压蒸汽的预测产生量为45.5018t，预测需求量为61.4247t，缺口为15.923t，该需求量缺口正好由中压蒸汽减温减压得到的低压蒸汽弥补。可以说，调用本发明提出的方法生成的初始调度方案已与各种外部输入条件完美契合起来。经检验可知，所有方案均为可行解。

表12 调用本发明提出的方法生成的30组初始调度方案

表11和表12中分别列出的30组自由变量集仅仅是一个示例，实际上，作者进行了多次对比试验，结果表明，随机生成的初始调度方案全部为不可行解，而应用本发明提出的方法生成的初始调度方案则均为可行解。

综上所述，本发明公开的方法较好的解决了所面临的技术难题，提供了一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法，以蒸汽介质网络拓扑结构上可调度设备的自由变量初始化为主线，综合考虑各蒸汽介质的物理约束和多单元设备的工艺约束等全部约束条件，按蒸汽产耗流程循序推进，必要时辅以溯流倒推的“推拉”结合方式，通过对蒸汽系统中的全部变量进行随机分配、约束检验、关联检查和调整修正等处理过程，在无需复杂迭代搜索计算的前提下快速得到自然满足所有约束条件的可行解。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种确定钢铁企业蒸汽系统优化调度可行解的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，确定钢铁企业的蒸汽系统网络拓扑结构；根据热力设备的能耗情况确立其输入/输出变量集，结合所述热力设备的工艺模型和约束条件，建立与所述热力设备对应的单元数学模型；

步骤2，对所有蒸汽介质按压力等级的降序进行排序；

步骤3，根据蒸汽供需预测结果以及所述单元数学模型，计算在第t个调度周期内介质序号为stm的蒸汽的富余量S_stm,t，判断所述蒸汽富余量S_stm,t是否大于等于0，是，执行步骤5，否，执行步骤4；

stm的初始值为最高压力等级的蒸汽的介质序号；

步骤4，在满足工艺条件的约束下，增加锅炉类设备的燃煤消耗量，使产汽量满足主生产工序的生产用蒸汽需量，执行步骤5；

步骤5，判断当前蒸汽的介质序号stm是否为1，是，执行步骤8，否，执行步骤6；

步骤6，判断与所述当前蒸汽关联的低等级蒸汽是否满足生产需求，是，执行步骤8，否，执行步骤7；

步骤7，将所述当前蒸汽的富余量S_stm,t分配给相关减温减压装置，所述相关减温减压装置为将所述当前蒸汽降为关联的低等级蒸汽时用到的减温减压装置，初始化所述相关减温减压装置的入口蒸汽量后，更新所述当前蒸汽介质的富余量S_stm,t的值，执行步骤8；

步骤8，将所述当前蒸汽的富余量S_stm,t分配给汽轮机类和减温减压装置类设备，将蒸汽的所述介质序号stm减1，判断stm-1大于0时，执行步骤3，否则，执行步骤9；

步骤9，输出所述钢铁企业蒸汽系统的优化调度可行解，结束。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中确定的所述钢铁企业蒸汽系统网络拓扑结构中，用蒸汽介质管网和可调度的热力设备描述所述蒸汽系统，所述热力设备包含锅炉类设备、汽轮机类和减温减压装置类设备；

建立蒸汽介质管网信息集Φ、锅炉类设备信息集Θ，以及汽轮机类和减温减压装置类设备信息集Ω：

Φ＝{HPS,MPS,LPS,L}

Θ＝{GBO,CBO,L}

Ω＝{TUR,VAL,L}

其中，HPS、MPS、LPS分别为高压蒸汽、中压蒸汽和低压蒸汽介质，GBO、CBO分别为全烧煤气锅炉和燃煤掺烧煤气锅炉设备子集，TUR为凝汽式汽轮机设备子集，VAL为减温减压装置子集。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1中建立的所述单元数学模型中的信息包括：所述锅炉类设备的煤气消耗量和蒸汽产生量所述汽轮机类和减温减压装置类设备的入口蒸汽流量和出口产生/抽汽/凝汽流量所述汽轮机类设备产生的电量z_n,t；

其中，i为煤气介质或其它燃料序号，s为所述蒸汽介质的序号，m为所述锅炉类设备的序号，n为所述汽轮机类和所述减温减压装置类设备的序号，t为调度周期序号。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3中计算的在第t个调度周期内介质序号为stm的蒸汽的富余量S_stm,t的值为：

其中，D_stm,t和G_stm,t分别为根据蒸汽供需预测结果得到的，在第t个调度周期内主生产工序对所述当前蒸汽的需求量，及不参与调度的余热余能锅炉设备自然循环产生的当前蒸汽流量；

为所述热力设备信息集中除所述减温减压装置之外的所述锅炉类设备产生和所述汽轮机类设备出口产生/抽汽/凝汽的当前蒸汽流量之和；

为所述热力设备信息集中所述减温减压装置产生的当前蒸汽流量之和。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤401，选中网络拓扑结构图中所有产生所述当前蒸汽的燃煤锅炉构成的设备子集CBO_stm；

步骤402，调用所述燃煤锅炉的单元模型，增加燃煤消耗量的所述燃煤锅炉的个数的初始值为1，各个所述燃煤锅炉增加的燃煤消耗总量的值为：

${\mathrm{\Δx}}_{i,m,t}^{\mathrm{sume}}=\left|S_{\mathrm{stm},t}\right|*(h_{\mathrm{stm}}-h_{\mathrm{fw}})/(h_i*\mathrm{\η}),i=\mathrm{COI},m\∈\left\{{\mathrm{CBO}}_{\mathrm{stm}}\right\};$

其中，|S_stm,t|为取所述当前蒸汽富余量的绝对值，h_stm和h_fw分别为所述燃煤锅炉的出口蒸汽焓值和给水焓值，h_i表示燃煤的热值，η为锅炉效率，COI为燃煤对应的能源介质序号；

步骤403，检验增加燃煤消耗量之后是否满足锅炉的工艺约束条件，是，执行步骤404，否，增加参与燃煤消耗量增加的所述燃煤锅炉的个数，执行步骤402；

步骤404，计算增加燃煤消耗量之后，锅炉增加的产汽量更新所述当前蒸汽的富余量为增加燃煤消耗量之前的蒸汽的富余量与锅炉增加的产汽量之和。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中根据蒸汽供需预测结果，得到在第t个调度周期内主生产工序对与当前蒸汽关联的低等级蒸汽的需求量D_stm′,t，及其它不参与调度的余热余能锅炉等设备自然循环产生的低等级蒸汽流量G_stm′,t，其中，stm′为关联的低等级蒸汽序号；

G_stm′,t≥D_stm′,t时，该低等级蒸汽满足生产需求，执行所述步骤8，否则执行所述步骤7。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤7包括：

步骤701，计算网络拓扑结构图中所有消耗所述当前蒸汽的汽轮机的蒸汽消耗变量的上限之和其中，为所有消耗所述当前蒸汽的汽轮机构成的设备子集；

步骤702，判断所述当前蒸汽的富余量是否大于等于所有汽轮机的蒸汽消耗变量上限之和与低等级蒸汽短缺量两项之和，即：

$S_{\mathrm{stm},t}\≥\underset{s=\mathrm{stm},n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{\mathrm{stm}}^{\mathrm{sume}}\right\}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{\mathrm{in}}}+(D_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}-G_{{\mathrm{stm}}^{\′},t})$

是，执行步骤705，否，执行步骤703；

步骤703，判断所述当前蒸汽的富余量是否大于等于所述当前蒸汽关联的所述低等级蒸汽短缺量，是，执行步骤705，否，执行步骤704；

步骤704，修改所述锅炉类设备的出力情况，加大锅炉的产汽量，更新所述当前蒸汽介质的富余量S_stm,t的值，执行步骤705；

步骤705，计算用于分配的所述当前蒸汽富余量的值为：

${\hat{S}}_{\mathrm{stm},t}=\mathrm{Min}(S_{\mathrm{stm},t},(D_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}-G_{{\mathrm{stm}}^{\′},t}));$

步骤706，初始化所述相关减温减压装置的入口蒸汽流量为：

$y_{s,n,t}^{\mathrm{in}}=\mathrm{Min}({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{\mathrm{in}}},\mathrm{Max}(0,{\hat{S}}_{\mathrm{stm},t}-\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{s,k,t}^{\mathrm{in}})),s=\mathrm{stm},n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{(\mathrm{stm},{\mathrm{stm}}^{\′})}^{\mathrm{sume}}\right\}.$

其中，为减温减压装置的入口蒸汽流量上限，为所述网络拓扑结构图中所有将所述当前蒸汽降级为所述当前蒸汽关联的所述低等级蒸汽的所述减温减压装置构成的设备子集；

步骤707，设置所述当前蒸汽的所述减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位为true；

步骤708，计算为所述减温减压装置分配完成后当前蒸汽的富余量为：

$S_{\mathrm{stm},t}=\mathrm{Max}(0,S_{\mathrm{stm},t}-\underset{s=\mathrm{stm},n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{(\mathrm{stm},{\mathrm{stm}}^{\′})}^{\mathrm{sume}}\right\}}{\mathrm{\Σ}}{y}_{s,n,t}^{\mathrm{in}}).$

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤8包括：

步骤801，理清所有消耗所述当前蒸汽的汽轮机构成的设备子集和所述减温减压装置构成的设备子集

步骤802，计算所有消耗所述当前蒸汽的所述汽轮机的蒸汽消耗变量的上限之和 $\underset{s=\mathrm{stm},n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{\mathrm{stm}}^{\mathrm{sume}}\right\}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{\mathrm{in}}};$

步骤803，判断所述当前蒸汽富余量是否大于等于所述汽轮机蒸汽消耗变量上限之和的值，是，执行步骤804，否，执行步骤807；

步骤804，所有所述汽轮机类设备的入口蒸汽流量为：执行步骤805；

步骤805，计算为所述汽轮机类设备分配后的所述当前蒸汽剩余量，判断所述当前蒸汽的所述减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位是否为true，是，执行步骤810，否，执行步骤806；

步骤806，初始化所述减温减压装置的入口蒸汽流量

$y_{s,n,t}^{\mathrm{in}}=\mathrm{Min}({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{\mathrm{in}}},\mathrm{Max}(0,S_{\mathrm{stm},t}-\underset{s=\mathrm{stm},n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{\mathrm{stm}}^{\mathrm{sume}}\right\}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{\mathrm{in}}}-\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{s,k,t}^{\mathrm{in}})),s=\mathrm{stm},n\∈\left\{{\mathrm{VAL}}_{\mathrm{stm}}^{\mathrm{sume}}\right\};$

步骤807，判断所述当前蒸汽的所述减温减压装置的入口蒸汽流量已经初始化的标志位是否为true，是，执行步骤809，否，执行步骤808；

步骤808，设置所述减温减压装置的入口蒸汽流量执行步骤809；

步骤809，所述汽轮机设备子集中包含的设备数量为前个所述设备的入口蒸汽流量满足：

$y_{s,n,t}^{\mathrm{in}}=\mathrm{Min}({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{\mathrm{in}}},\mathrm{Max}(0,\mathrm{rand}\left(\mathrm{0,1}\right)*(S_{\mathrm{stm},t}-\underset{k=1}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{s,k,t}^{\mathrm{in}}))),s=\mathrm{stm},n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{\mathrm{stm}}^{\mathrm{sume}}\right\};$

最后一个所述设备满足：

$y_{s,n,t}^{\mathrm{in}}=\mathrm{Min}({\mathrm{ub}}_{y_{s,n}^{\mathrm{in}}},\mathrm{Max}(0,S_{\mathrm{stm},t}-\underset{k=1}{\overset{N_{{\mathrm{TUR}}_{\mathrm{stm}}^{\mathrm{sume}}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{y}_{s,k,t}^{\mathrm{in}})),s=\mathrm{stm},n\∈\left\{{\mathrm{TUR}}_{\mathrm{stm}}^{\mathrm{sume}}\right\};$ 执行步骤810；

步骤810，依据所有设备的工艺模型计算所述减温减压装置的出口蒸汽流量和所述汽轮机发生的电量z_n,t。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤9中输出可行解之前还包括：检查生成的所述蒸汽系统优化调度可行解是否满足所述热力设备中所有设备的工艺约束条件，不满足则重新确定所述蒸汽系统优化调度可行解。