CN202647189U - 基于动态平衡调度的煤气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种基于动态平衡调度的煤气系统，包括煤气发生单元，与煤气发生单元相连的多个煤气消耗单元、煤气缓冲单元，以及煤气动态平衡调度单元，所述煤气动态平衡调度单元与所述煤气发生单元、煤气消耗单元和煤气缓冲单元相连，能够有效辅助调度人员针对各种煤气供需不平衡情况进行及时、准确、可靠的调度，解决因煤气供、需波动导致的煤气不平衡问题。

Description

基于动态平衡调度的煤气系统

技术领域

本实用新型属于煤气系统动态平衡调度领域，特别是焦化行业基于动态平衡调度的煤气系统。

背景技术

焦炉煤气是焦化行业炼焦过程中的副产物，在不同的地区、不同的城市、不同的企业，焦炉煤气的利用途径各不相同。独立型焦化行业的焦炉煤气既可以做燃料，又可做化工原料。焦炉(称为煤气发生单元)煤气做燃料，用户(称为煤气消耗单元)包括城市民用用户、工业煤气用户(如焦炉)、煤气发电用户(如锅炉)；做工业原料，用户(煤气消耗单元)包括生产合成氨、尿素、甲醇、二甲醚等。而一个企业内的焦炉煤气生产能力是相对固定的，当煤气用户需求量变化时，就可能出现煤气供应量与需求量之间的不平衡，表现为煤气剩余或不足。通常使用气柜(称为煤气缓冲单元)存储过剩煤气，来缓和供应和使用之间的矛盾，以实现减少环境污染、调节煤气管网压力等目的。

由于煤气供、需波动引起的煤气供需不平衡，一般由调度人员根据不平衡的煤气量和煤气可调整用户的消耗情况，基于多年的调度经验，以稳定煤气管网压力、确保生产稳定运行为目标给出气柜或其他可调整用户(称为可调度单元)的调度方案，然后由岗位操作人员执行该调度方案并反馈调配后情况，一直到煤气供需实现平衡。这种人工调度形式存在四方面的弊端：一是，难以保证调度的及时性，因为调度人员对煤气系统未来平衡状态的分析工作是间隔性的，且间隔时间一般较长，难以做到实时、连续地分析，导致不能及早发现短期内的煤气不平衡现象，致使调度执行动作滞后，易引起煤气管网压力波动，给生产带来隐患，此外，煤气可调度单元的调节需要一个时间过程，难以短时间内让煤气回复平衡状态，因此增加了煤气放散的机率，不可避免地造成了大量煤气的浪费和对环境的污染；二是，难以保证调度方案的准确性，因为调度人员对煤气系统未来生产量、消耗量、存储量的分析结果，是根据当前生产情况，基于经验分析和粗略计算得到的，难以保证分析结果的精确性，导致以此为基础给出的调度方案也不精确；三是，难以保证每一次调度的优良性，因为调度人员能力各异、平衡方法不同，平衡效果也会因人而异，如果调度人员经验非常丰富，对各种不平衡状况，都能快速、准确地给出调度方案，使煤气系统较快回复正常运行，而如果调度人员为新上岗人员或经验欠佳，煤气系统恢复到正常可能会需要较长的时间并会增加煤气放散的机率，造成能源浪费和增加安全隐患；四是，难以应对调度的日趋复杂化，因为随着企业生产规模的不断扩大，煤气系统设备日益增多，将会增加煤气调度的复杂性，因此对调度人员能力的要求会更高，以上人工经验调度存在的弊端也就会更加明显。

目前焦化行业的动态平衡调度多是基于人工经验实现的，无法避免上述问题的存在，因此有必要研究一种更准确、更高效的动态平衡调度系统辅助调度人员针对各种煤气供需不平衡情况进行及时、准确、可靠的调度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于动态平衡调度的煤气系统，能够有效辅助调度人员针对各种煤气供需不平衡情况进行及时、准确、可靠的调度，解决因煤气供、需波动导致的煤气不平衡问题。

一种基于动态平衡调度的煤气系统，包括煤气发生单元，与煤气发生单元相连的多个煤气消耗单元、煤气缓冲单元；所述煤气系统还包括煤气动态平衡调度单元，所述煤气动态平衡调度单元与所述煤气发生单元、煤气消耗单元和煤气缓冲单元相连，所述煤气动态平衡调度单元包括输入数据接口模块、煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块、煤气不平衡量计算模块、煤气供需状态判断模块、平衡调度计算模块、输出数据接口模块、人机界面，以及与所述输入数据接口模块、输出数据接口模块相连的数据库；所述数据库和/或输入数据接口模块与所述煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元相连；

所述输入数据接口模块将煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元的相应数据分别输入所述煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块、煤气不平衡量计算模块、平衡调度计算模块；所述的煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块和煤气缓冲单元计算模块将计算得到的未来设定时刻的预测数据分别输出至所述煤气不平衡量计算模块、平衡调度计算模块、输出数据接口模块；所述煤气不平衡量计算模块将计算得到的未来设定时刻的煤气不平衡量输入所述煤气供需状态判断模块；所述煤气供需状态判断模块将判断结果输入所述平衡调度计算模块；所述平衡调度计算模块根据所述判断结果得到调度方案，并将所述调度方案发送到所述输出数据接口模块；所述输出数据接口模块将各煤气单元的预测数据、煤气供需状态判断模块的判断结果、平衡调度计算模块的调度方案发送至数据库和/或人机界面；人机界面用以显示数据库中存储的数据和信息。

所述煤气不平衡量计算模块分别计算各煤气单元未来设定时刻的煤气发生量、煤气消耗量、煤气存储量的累加值，并基于所述累加值和煤气缓冲单元的实际生产数据计算所述设定时刻的煤气不平衡量。

所述煤气供需状态判断模块还可以将所述判断结果发送至输出数据接口模块。

所述煤气供需状态判断模块预设不同的煤气供需不平衡状态的范围及其相应的计算关系，所述计算关系是关于煤气发生量、煤气存储量和煤气消耗量的不等式和/或等式的运算关系；所述计算关系落入所述煤气供需不平衡状态范围时，则判断设定时刻将出现相应的煤气供需不平衡状态。

所述的煤气系统，还可以包括预测模型自校正模块，所述预测模型自校正模块接收来自煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块的预测数据，在线监控并实时计算所述设定时刻的生产反馈的实际生产数据与相应预测数据的偏差，并将自动更新的煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块相应的模型参数通过输出数据接口模块输出至数据库和/或人机界面。

所述实际生产数据可以由基础控制系统采用最大值最小值限幅、加权取平均的滤波方法处理误差数据。

所述的煤气系统，还可以包括调度方案管理模块，所述调度方案管理模块的输入端和输出端分别与人机界面和输出数据接口模块相连，所述调度方案管理模块将对所述调度方案的管理操作结果通过输出数据接口模块存储在数据库中和/或显示在人机界面上。

所述管理操作包括对调度方案修改，修改后的调度方案的保存和/或发布，历史调度方案查询的操作。

所述输入数据接口模块、输出数据接口模块采用可编程并行接口芯片或可编程串行通信接口芯片或PLC或I/O接口；

和/或煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块通过多个并行单片机或数字信号处理器DSP实现，或PLC实现；

和/或所述煤气不平衡量计算模块是加法器；

和/或所述煤气供需状态判断模块是逻辑门电路。

本实用新型的技术效果：

本实用新型提供了一种基于动态平衡调度的煤气系统，通过其煤气动态平衡调度单元中与各煤气单元相对应的各计算模块，预测未来某设定时刻的各种煤气量，据此判断煤气供需平衡情况，及时、准确地为调度人员提供未来的煤气系统状态；当预测出现煤气供需不平衡情况时，由平衡调度计算模块基于企业调度经验和领域经验的调度规则给出调度方案，辅助调度人员快速、准确地做出调度决策。本实用新型提供了一个能够实时、准确的进行调度的煤气系统，方便调度人员提高煤气调度的预判性和准确性，解决人工经验调度过程中存在的问题，以达到快速稳定煤气管网压力、减少煤气放散、高效利用煤气的目的，实现节能减排。

本实用新型进一步方案提供了煤气不平衡量计算模块的具体计算方式，能够得到准确的煤气不平衡量的预测值。

本实用新型进一步方案将所述煤气供需状态判断模块的判断结果直接输出，便于操作人员了解未来煤气系统的平衡状态。

本实用新型进一步方案提供了煤气供需状态判断模块的煤气供需不平衡状态的范围及其相应的计算关系的具体形式，便于该模块的设置和使用。

本实用新型进一步方案提供了一种预测模型自校正模块，在计算模块的预测数据与实际生产数据产生较大偏差时，对计算模块进行校正，使得计算模块更加准确。通常，基于动态平衡调度系统当预测数据偏差超出允许范围时，进行两次或有限次数的计算模块自校正，就可以将预测数据控制在允许的偏差范围之内。

本实用新型进一步的方案，由基础控制系统采用最大值最小值限幅、加权取平均的滤波方法处理所述实际生产数据的误差数据，保证了所获取的生产数据的正确性和可靠性，避免了因测量仪表等因素造成的误差。

本实用新型进一步的方案提供了调度方案管理模块，在平衡调度计算模块产生调度方案的基础上，调度人员可以通过经验选择对调度方案进行管理操作，并记录在数据库中，使得调度方案可修改，避免平衡调度计算模块产生较大错误或调度方案明显不合理时发生错误调度；将修改后的调度方案存入数据库可以方便查询，并积累更多的行业、领域内的经验，以便以后对平衡调度计算模块进行改进。

本实用新型进一步的方案提供了针对本实用新型技术方案的多种硬件实现方式，便于利用现有的硬件实现本实用新型，成本低廉，线路搭建容易。

附图说明

图1a是实施例1的煤气动态平衡调度单元结构图。

图1b是实施例2的煤气动态平衡调度单元结构图。

图2是本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对具体实施方式进行详细说明。

实施例1

本实用新型一种基于动态平衡调度的煤气系统，如图2所示，包括煤气发生单元，与煤气发生单元相连的多个煤气消耗单元、煤气缓冲单元，以及与所述煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元连接的煤气动态平衡调度单元。所述煤气动态平衡调度单元采用工艺机理建模、回归分析建模等方法建立煤气相关单元计算模块，预测煤气系统未来时刻的煤气发生量、消耗量和存储量，并以此为基础判断煤气供需平衡情况，实时、准确地为调度人员提供未来的煤气系统状态。需要说明的是，对于未来设定时刻的确定，可以通过时间粒度的方法，所述时间粒度是指预测的时间长度，根据模型启动时刻和时间粒度便可确定需要预测的未来时刻；当然也可以用其它方法确定未来的设定时刻，比如人工预设未来的某时间点。

图1a是实施例1的煤气动态平衡调度单元的结构图。本实用新型的煤气动态平衡调度单元包括输入数据接口模块、煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块、煤气不平衡量计算模块、煤气供需状态判断模块、平衡调度计算模块、输出数据接口模块、人机界面；还包括与所述输入数据接口模块、输出数据接口模块相连的数据库。各模块功能如下：

数据库与煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元连接，存储煤气发生单元(比如焦炉等)、煤气消耗单元(比如焦炉、管式炉、锅炉、城市用户等)、煤气缓冲单元(比如气柜)的实际生产数据、系统运行的辅助数据、来自输出数据接口模块的数据；所述煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元统称煤气单元。所述实际生产数据包括：煤气系统工艺管网上的压力、流量、温度，各煤气发生单元(如焦炉等)的煤气发生量；各煤气消耗单元(如焦炉、管式炉、锅炉、城市用户等)的煤气消耗量；各煤气缓冲单元(如气柜)的煤气存储量以及其它实际生产数据，如气柜高度、入口阀门开度等。所述实际生产数据可以由PLC和/或DCS等基础控制系统采用最大值最小值限幅、加权取平均的滤波方法处理误差数据后再存入数据库，这样就保证了所获取的生产数据的正确性和可靠性，避免了因测量仪表等因素造成的误差。

所述系统运行的辅助数据包括用于预测的时间粒度，各煤气单元的计算模块中预测模型的模型参数，生产计划，化验分析数据(如煤水分、挥发份)，各煤气单元约束信息，如缓冲单元存储量约束(气柜最大存储量和最小存储量)、可调度单元消耗量约束、调节速率约束等。

输入数据接口模块获取数据库中存储的煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元的实际生产数据和系统运行的辅助数据，并将其输出到煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块、煤气不平衡量计算模块，以及平衡调度计算模块。当然输入数据接口模块也可以直接与所述煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元相连，从而实时获取煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元的实际生产数据和/或系统运行的辅助数据。

煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块分别包括煤气发生单元、煤气消耗单元和煤气缓冲单元各自的计算模块。各煤气单元的计算模块分别包含相应煤气单元的预测模型，各煤气单元的计算模块基于从输入数据接口模块获取的相应煤气单元的实际生产数据、系统运行的辅助数据分别计算未来设定时刻的煤气发生量、煤气消耗量、煤气存储量，统称预测数据。这些预测模型是经过理论计算及实践检验，比较符合实际生产现状的模型。例如，某煤气消耗单元的预测模型结构是y＝ax²+bz，其中y是预测的t小时后的煤气消耗量，x、z是影响y的变量，a、b是模型参数。将历史生产数据带入预测模型结构，以确定系数a、b的数值，假如确定结果为a＝2，b＝3，则y＝2x²+3z，就是该煤气消耗单元的初始的预测模型。同样，各煤气发生单元、煤气缓冲单元的初始预测模型也是通过类似方式获得。当然，本领域技术人员可以很容易理解，任何适合实际生产的基于机理、回归分析等方法建立的模型可以作为所述的预测模型，因此均在本实用新型的保护范围之内。所述预测数据发送到煤气不平衡量计算模块、平衡调度计算模块和输出数据接口模块。

煤气不平衡量计算模块和煤气供需状态判断模块，如图1a所示。煤气不平衡量计算模块基于所述煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块的预测数据分别计算相应煤气单元当前到未来设定时刻这一段时间内的煤气发生量、煤气消耗量、煤气存储量及其分别的累加值，并基于所述累加值和煤气缓冲单元的实际生产数据计算所述设定时刻的煤气不平衡量，比如，可以由预测数据分别得到煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块中相应的各个煤气单元当前时刻t0到未来设定时刻t时间段内相应的煤气量，进而将各个计算模块内的各煤气预测数据累加得到未来设定时刻t对应的t0～t时间段内的煤气总发生量、总消耗量，设未来设定时刻t对应的t0～t时间段内的煤气总发生量为X、未来设定时刻t对应的t0～t时间段内的煤气总消耗量为Y、t0时刻对应的气柜剩余存储空间为Z、t0时刻对应的气柜存储量为K，用X-Y-Z或X-Y+K代表煤气不平衡量。

所述煤气不平衡量输入煤气供需状态判断模块，所述煤气不平衡量与该模块内部设定的相应阈值对比，比如所述阈值可以是某个根据预测模型预测精度要求和经验要求得到的临界参数值(对应不同的煤气供需不平衡状态设为C1、C2)，以判断所述设定时刻是否处于煤气供需不平衡状态及属于何种煤气供需不平衡状态，并将煤气供需状态的判断结果发送至平衡调度计算模块，也可以进一步地输出至输出数据接口模块。所述煤气供需状态判断模块可以预设煤气供需状态的判断计算式；所述煤气供需状态的判断计算式可以指多个不同的煤气供需不平衡状态的范围及其相应的计算关系；所述计算关系可以是关于煤气发生量、煤气存储量和煤气消耗量的不等式和/或等式的加减运算等运算关系，如上例所示或类似形式；所述计算关系落入所述煤气供需不平衡状态范围时，则判断设定时刻将出现相应的煤气供需不平衡状态。比如，一种简单的情况可以用上述煤气不平衡量与上述临界值参数的比较结果代表煤气供需不平衡状态的计算关系，即X-Y-Z＞C1或X-Y+K＜C2。前者对应于煤气剩余的情况，后者对应于煤气不足的情况。当然实际情况远比上述示例复杂的多。将与上述相同或类似的煤气供需状态的判断结果发送至平衡调度计算模块和输出数据接口模块。煤气供需状态判断模块能够及时、准确地为调度人员提供未来的煤气系统状态。

平衡调度计算模块预设多个结合企业调度经验和领域经验的、对应于不同煤气供需不平衡状态的针对可调度单元的调度规则；根据煤气供需状态判断模块发出的煤气供需状态的判断结果，自动判断、选择适合设定时刻的煤气供需不平衡状态的调度规则，并根据来自输入数据接口模块的各煤气单元的如上所述的实际生产数据和系统运行的辅助数据、来自煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块的各煤气单元在设定时刻的预测数据，形成调度方案，并通过输出数据接口模块将其发送至数据库和/或人机界面，辅助调度人员事前作出决策，从而达到维持煤气管网压力相对稳定，减少煤气放散，提高煤气利用率的目的。所述调度方案是根据相应的调度规则、各煤气单元的实际生产数据、系统运行的辅助数据和设定时刻的预测数据得到的定量的解决方案；所述可调度单元是指允许进行调整的煤气缓冲单元和/或煤气消耗单元。煤气缓冲单元作为可调度单元是显而易见的，而煤气消耗单元分为不可调度单元比如管式炉，和可调度单元比如锅炉。这部分可调度的煤气消耗单元具有不同的调度优先级，当出现煤气不平衡，且煤气缓冲单元的缓冲能力不足时，可以按照优先级由高到低的顺序分别采取调节措施，以保证煤气的有效利用和生产的稳定进行。

举个简单例子以说明通过调度规则生成调度方案的过程：假设煤气发生单元为焦炉，其预测的总煤气发生量为10000立方米；煤气消耗单元为锅炉和/或管式炉，其预测的总煤气消耗量为5000立方米；煤气缓冲单元为气柜，其剩余存储空间为2000立方米。若调度规则描述如下：如果总煤气发生量除供给各消耗单元消耗外，还剩余A立方米，且A＞气柜的剩余存储空间B，则提醒煤气放散(A-B)立方米。则根据上述预测数据(包括煤气发生量、煤气消耗量、煤气存储量)以及上述调度规则可以得到以下调度方案：需要放散煤气量为10000-5000-2000＝3000立方米。当然实际生产中不可能是这么简单的情况，本例仅用以说明调度规则与调度方案之间的关系，不应理解为对本实用新型的限制。

所述调度方案可以包括根据煤气消耗单元和煤气缓冲单元的具体情况确定的、对应于不同煤气供需不平衡状态的可调度单元操作建议及可调度单元约束信息；所述可调度单元操作建议可以包括可调度单元的调度顺序、各可调度单元的调整量和/或各可调度单元的调节速率(比如锅炉消耗煤气的增加量或减少量等)，还可以包括可调度单元的组成结构等；所述可调度单元约束信息包括缓冲单元最大存储量及最小存储量、可调度单元调度优先级(如上例所述)、可调度单元的最大调节速率和最小调节速率、可调度的消耗单元最大消耗煤气量及最小消耗煤气量。对于煤气剩余和不足两种不平衡情况，可调度单元的调度优先级可能会不同，因此可以根据实际情况分别设定可调度单元的调度优先级。另外，调度优先级可以针对一台设备或一类设备而设定。举例而言，若有多台气柜，则调度优先级的描述可以是针对一台气柜，也可以是针对气柜这一类设备。

由基于企业调度经验和领域经验的平衡调度计算模块给出调度方案，辅助调度人员快速、准确地做出调度决策，为调度人员提供一个实时、准确地信息化平台，辅助调度人员提高煤气调度的预判性和准确性，解决人工经验调度过程中存在的问题，以达到快速稳定煤气管网压力、减少煤气放散、高效利用煤气的目的，实现节能减排。

输出数据接口模块将各煤气单元的预测数据、煤气供需状态判断模块的判断结果、平衡调度计算模块的调度方案发送至数据库和/或人机界面；

人机界面用以显示数据库中存储的数据和信息。显示形式可以是曲线和/或表格等的形式直观地显示给调度人员查看，也可以是文字等其它方式。

实施例2

实施例2如图1b所示，是以实施例1为基础进行的完善和改进。下面只对实施例2相对于实施例1有区别的部分进行详述。

实施例2的煤气系统中的煤气动态平衡调度单元，在实施例1的基础上，还包括预测模型自校正模块，所述预测模型自校正模块接收来自煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块的预测数据，在线监控并实时计算所述设定时刻生产反馈的实际生产数据与相应预测数据的偏差，将所述偏差与预设的阈值进行对比；若所述偏差绝对值大于阈值，则根据实际生产数据重新计算并更新煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块中相应的模型参数。其中，预测模型偏差的阈值可以根据预测模型的精度要求而设定。还以上例说明。假设当前时刻为t0，预测未来时刻t某煤气消耗单元的消耗量为8万立方米/小时，而t时刻实际消耗量为8.3万立方米/小时，设定阈值是5000立方米/小时，则偏差为8.3-8＝0.3万立方米/小时，小于阈值5000立方米/小时，则不需自校正，直接进入后续煤气供需状态判断模块；反之，若t时刻的实际煤气消耗量是9万立方米/小时，则偏差是9-8＝1万立方米/小时，大于阈值5000立方米/小时，则需要校正，即此时实际的影响消耗量的变量x，z代入预测模型y＝ax²+bz，重新确定其中的参数a、b，从而确定出新的预测模型参数，更新原模型参数，并存储在数据库中。当然可以用其它更复杂的判断方法判断是否需要自校正，比如通过多次计算的方法判断是否需要校正。该模块的引入确保了预测模型的预测精度。

实施例2煤气系统中的煤气动态平衡调度单元，还可以包括调度方案管理模块，所述调度方案管理模块提供对所述调度方案的管理操作，所述调度方案管理模块的输入端和输出端分别与人机界面和输出数据接口模块相连，所述调度方案管理模块将对所述调度方案的管理操作结果通过输出数据接口模块存储在数据库中和/或显示在人机界面上。所述管理操作包括对调度方案修改，修改后的保存和/或发布的在线操作，和/或历史调度方案查询(离线或在线)操作等，当然还可以包括其它管理操作，比如打印等。所述调度方案管理模块使得调度方案可修改，避免平衡调度计算模块产生较大错误或调度方案明显不合理时发生错误调度；将修改后的调度方案存入数据库可以方便查询，并积累更多的行业、领域内的经验，以便以后对平衡调度计算模块进行改进。

其中，输入数据接口模块、输出数据接口模块，可以通过I/O接口这一硬件来实现，如采用可编程并行接口芯片比如8255A、可编程串行通信接口芯片比如8250/16550等，也可以采用PLC。煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块可通过多个并行单片机或数字信号处理器DSP皆可实现，如采用MCS-51系列单片机(型号可以是80C31、8051、8751等)，或采用TMS320系列DSP(型号可以是C2000、C5000等)或PLC实现。所述煤气不平衡量计算模块可以是加法器。所述煤气供需状态判断模块可以是逻辑门电路或PLC。所述平衡调度计算模块的调度方案可以预先设定并存储在RAM中，在满足煤气供需状态判断模块的逻辑门电路的条件下通过寻址等方式访问平衡调度计算模块中对应的RAM而获得相应的调度方案，或可通过单片机或数字信号处理器DSP等硬件来实现，如采用MCS-51系列单片机(型号为80C31、8051、8751等)，或采用TMS320系列DSP(型号为C2000、C5000等)，或可通过PLC实现。所述预测模型自校正模块可以是由多个并联的运算器及其共同连接的逻辑门电路组成，所述运算器计算所述设定时刻生产反馈的实际生产数据与相应预测数据的偏差，即进行减运算，然后将所得偏差与预设的阈值进行比较，比较结果通过逻辑门电路所连接的相应寻址方式进行相应的运算或处理。所述调度方案管理模块可以是一台工控机。

对图2，需要说明的是，煤气动态平衡调度单元接收来自煤气发生单元、煤气消耗单元和煤气缓冲单元的数据，进行运算并给出调度方案，然后将调度方案通知调度人员；但也可以如图2中所示直接将调度方案发送到相应的煤气消耗单元和/或煤气缓冲单元，对其进行调度。

Claims (5)

1.一种基于动态平衡调度的煤气系统，包括煤气发生单元，与煤气发生单元相连的多个煤气消耗单元、煤气缓冲单元，其特征在于，所述煤气系统还包括煤气动态平衡调度单元，所述煤气动态平衡调度单元与所述煤气发生单元、煤气消耗单元和煤气缓冲单元相连，所述煤气动态平衡调度单元包括输入数据接口模块、煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块、煤气不平衡量计算模块、煤气供需状态判断模块、平衡调度计算模块、输出数据接口模块、人机界面，以及与所述输入数据接口模块、输出数据接口模块相连的数据库；所述数据库和/或输入数据接口模块与所述煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元相连；煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块为多个并行单片机或数字信号处理器DSP，或为PLC；所述煤气不平衡量计算模块是加法器；所述煤气供需状态判断模块是逻辑门电路；

所述输入数据接口模块将煤气发生单元、煤气消耗单元、煤气缓冲单元的相应数据分别输入所述煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块、煤气不平衡量计算模块、平衡调度计算模块；所述的煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块和煤气缓冲单元计算模块将计算得到的未来设定时刻的预测数据分别输出至所述煤气不平衡量计算模块、平衡调度计算模块、输出数据接口模块；所述煤气不平衡量计算模块将计算得到的未来设定时刻的煤气不平衡量输入所述煤气供需状态判断模块；所述煤气供需状态判断模块将判断结果输入所述平衡调度计算模块；所述平衡调度计算模块根据所述判断结果得到调度方案，并将所述调度方案发送到所述输出数据接口模块；所述输出数据接口模块将各煤气单元的预测数据、煤气供需状态判断模块的判断结果、平衡调度计算模块的调度方案发送至数据库和/或人机界面；人机界面用以显示数据库中存储的数据和信息。

2.根据权利要求1所述的煤气系统，其特征在于，所述煤气供需状态判断模块还将所述判断结果发送至输出数据接口模块。

3.根据权利要求1所述的煤气系统，其特征在于，还包括预测模型自校正模块，所述预测模型自校正模块接收来自煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块的预测数据，在线监控并实时计算所述设定时刻的生产反馈的实际生产数据与相应预测数据的偏差，并将自动更新的煤气发生单元计算模块、煤气消耗单元计算模块、煤气缓冲单元计算模块相应的模型参数通过输出数据接口模块输出至数据库和/或人机界面，所述预测模型自校正模块是由多个并联的运算器及其共同连接的逻辑门电路组成。

4.根据权利要求1至3任何一个所述的煤气系统，其特征在于，还包括调度方案管理模块，所述调度方案管理模块的输入端和输出端分别与人机界面和输出数据接口模块相连， 所述调度方案管理模块将对所述调度方案的管理操作结果通过输出数据接口模块存储在数据库中和/或显示在人机界面上，所述调度方案管理模块为工控机。

5.根据权利要求1至4之一所述的煤气系统，其特征在于，所述输入数据接口模块、输出数据接口模块采用可编程并行接口芯片或可编程串行通信接口芯片或PLC或I/O接口。 

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