CN212060891U - 一种煤矿能源优化控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种煤矿能源优化控制系统，该煤矿能源优化控制系统包括：数据采集单元以及与数据采集单元通信连接的优化控制单元、监控预警单元和能效分析单元；数据采集单元用于采集煤矿能源系统中设备的运行数据，并将运行数据传输至优化控制单元、监控预警单元和能效分析单元；优化控制单元用于根据接收的运行数据，对煤矿能源系统进行经济性优化和能源利用率优化；监控预警单元用于对接收的运行数据进行监控。本实用新型实施例提供的煤矿能源优化控制系统，能够实现对煤矿能源系统的优化控制，从而提高煤矿能源系统的经济性和能源利用率，达到节能减排的目的。

Description

一种煤矿能源优化控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及能源优化控制技术，尤其涉及一种煤矿能源优化控制系统。

背景技术

在煤矿能源系统中，负荷需求多且系统的优化运行依赖于负荷需求，若负荷需求预测值与实际值偏离较大，往往会导致系统的经济效益无法充分发挥，甚至会导致系统无法运行。因此需要对系统中的负荷特性准确估计，并对系统运行进行优化控制。

目前，现有的煤矿能源控制系统，通常是对煤矿能源系统进行监测和能源分析，以对煤矿能源系统进行检修和控制，但在煤矿能源系统的优化控制包括确定负荷特性方面效果不明显，从而影响煤矿能源系统的经济性和节能减排的效果。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种煤矿能源优化控制系统，以实现对煤矿能源系统的优化控制，从而提高煤矿能源系统的经济性和能源利用率，达到节能减排的目的。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种煤矿能源优化控制系统，包括：数据采集单元以及与数据采集单元通信连接的优化控制单元、监控预警单元和能效分析单元；

数据采集单元用于采集煤矿能源系统中设备的运行数据，并将运行数据传输至优化控制单元、监控预警单元和能效分析单元；

优化控制单元用于根据接收的运行数据，对煤矿能源系统进行经济性优化和能源利用率优化；

监控预警单元用于对接收的运行数据进行监控，并在运行数据超出相应的预设阈值和/或设备在异常工况下运行时发出报警提示；

能效分析单元用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设时间段的效率。

可选的，优化控制单元包括经济性优化子单元和能源利用率优化子单元，经济性优化子单元和能源利用率优化子单元均与数据采集单元通信连接；

经济性优化子单元用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设的约束条件下，包括能耗费用和维护费用的总费用最低时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数；

能源利用率优化子单元用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设的约束条件下，能源利用率最高时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数。

可选的，监控预警单元包括监控子单元、绩效考核子单元和预警管理子单元，监控子单元、绩效考核子单元和预警管理子单元均与数据采集单元通信连接；

监控子单元用于对接收的运行数据进行监控，并在运行数据超出相应的预设阈值时发出报警提示；

绩效考核子单元用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设时间段的运行费用和能源利用率；

预警管理子单元用于根据运行数据，确定设备运行在异常工况时发出报警提示。

可选的，监控预警单元设置在移动终端中。

可选的，运行数据包括电压、电流、温度和流量中的至少一种。

可选的，优化控制单元还用于控制煤矿能源优化控制系统的工作状态。

可选的，工作状态包括在线状态、离线状态和热备状态中的至少一种。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种煤矿能源优化控制方法，煤矿能源优化控制方法由第一方面所述的煤矿能源优化控制系统执行，煤矿能源优化控制方法包括：

采集煤矿能源系统的运行数据；

基于运行数据和预设的经济最优模型，对煤矿能源系统进行经济性优化，以及基于运行数据和预设的能源利用率最优模型，对煤矿能源系统进行能源利用率优化；

基于运行数据，监控煤矿能源系统，并在运行数据超出相应的预设阈值时发出报警提示。

可选的，基于运行数据和预设的经济最优模型，对煤矿能源系统进行经济性优化，包括：

基于运行数据和预设的经济最优模型，确定在预设的约束条件下包括能耗费用和维护费用的总费用最低时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数；约束条件包括煤矿能源系统中的设备运行特性约束条件和煤矿能源系统的能量平衡约束条件。

可选的，基于运行数据和预设的能源利用率最优模型，对煤矿能源系统进行能源利用率优化，包括：

基于运行数据和预设的能源利用率最优模型，确定在预设的约束条件下能源利用率最高时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数；约束条件包括煤矿能源系统中的设备运行特性约束条件和煤矿能源系统的能量平衡约束条件。

本实用新型实施例提供了一种煤矿能源优化控制系统，煤矿能源优化控制系统包括数据采集单元以及与数据采集单元通信连接的优化控制单元、监控预警单元和能效分析单元，优化控制单元根据接收的煤矿能源系统的运行数据对煤矿能源系统进行经济性优化和能源利用率优化，以实现对煤矿能源系统的优化控制，从而提高煤矿能源系统的经济性和能源利用率，达到节能减排的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种煤矿能源优化控制系统的结构框图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种煤矿能源优化控制系统的结构框图；

图3是本实用新型实施例二提供的一种煤矿能源优化控制系统的硬件拓扑示意图；

图4是本实用新型实施例三提供的一种煤矿能源优化控制方法的流程图；

图5是本实用新型实施例三提供的一种经济性优化的示意图；

图6是本实用新型实施例三提供的一种能源利用率优化的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种煤矿能源优化控制系统的结构框图，本实施例可适用于对煤矿能源系统进行管理等情况，该系统包括：数据采集单元10以及与数据采集单元10通信连接的优化控制单元20、监控预警单元30和能效分析单元40。

其中，数据采集单元10用于采集煤矿能源系统中设备的运行数据，并将运行数据传输至优化控制单元20、监控预警单元30和能效分析单元40；优化控制单元20用于根据接收的运行数据，对煤矿能源系统进行经济性优化和能源利用率优化；监控预警单元30用于对接收的运行数据进行监控，并在运行数据超出相应的预设阈值和/或设备在异常工况下运行时发出报警提示；能效分析单元40用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设时间段的效率。

示例性地，煤矿能源系统可包括生活热水子系统、井筒防冻子系统、地面采暖制冷子系统、井下降温系统、光伏发电和储能子系统、衣物烘干子系统六个子系统。生活热水子系统用于解决职工全年洗浴水问题，井筒防冻子系统用于解决进风井冬季井筒防冻问题(《煤矿安全规程》规定进风井口以下的空气温度必须在2℃以上)，地面采暖制冷子系统用于解决建筑冬季采暖、夏季制冷的问题，井下降温子系统用于解决井下热害问题，衣物烘干子系统用于解决职工衣物烘干问题，光伏发电和储能子系统用于提供能源系统所需电力。煤矿能源系统可利用水源热泵、空气热泵、空压机余热回收、乏风余热利用、瓦斯发电余热利用、光伏发电、储能等技术回收矿井余热，作为生活热水、井筒防冻、建筑采暖与制冷、井下降温、衣物烘干等的能源供应系统，实现能源的高效利用。

示例性地，数据采集单元10可由四层结构组成：感知层、网络层、平台层和应用层。感知层包含一体化的数据采集、计量分析和实时控制子单元，主要组成为仪器、仪表、设备和现场PLC控制器。网络层通过网络系统，将煤矿能源系统中设备的运行数据传输到监控预警单元30，监控预警单元30根据接收到的运行数据通过网络系统将控制指令下达到现场控制器，执行控制调节指令。平台层接收现场监控设备传输的数据，并将接收的数据存储在数据库中，为后续的管理、分析、控制提供基础数据。应用层为运行人员的直接使用层面，实时对上传的数据进行连续动态分析，并可以依据分析结果下达调节指令。

具体的，煤矿能源优化系统与煤矿能源系统中的各个子系统可通信连接，当煤矿能源系统中有设备在运行时，数据采集单元10可采集煤矿能源系统中运行设备的电压、电流、温度和流量等数据，优化控制单元20根据接收的数据采集单元10传输的运行数据，对煤矿能源系统进行经济性优化和能源利用率优化，如优化控制单元20可基于预设的经济最优模型，确定煤矿能源系统在预设的约束条件下，系统的总费用最低时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数，还可基于预设的能源利用率最优模型，确定煤矿能源系统在预设的约束条件下，系统的能源利用率最高时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数，以控制煤矿能源系统在经济性优化或能源利用率优化的状态下工作，从而达到优化控制的目的，并且监控预警单元30可对接收的运行数据进行监控，在运行数据超出相应的预设阈值和/或设备在异常工况下运行时发出报警提示，以提示相关工作人员及时采取措施，能效分析单元40可根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设时间段的效率，以为优化控制单元20的优化控制提供辅助参考数据，便于优化控制系统对煤矿能源系统进行更好的优化。

本实施例提供的煤矿能源优化控制系统，通过优化控制单元根据接收的煤矿能源系统的运行数据对煤矿能源系统进行经济性优化和能源利用率优化，实现对煤矿能源系统的优化控制，从而提高煤矿能源系统的经济性和能源利用率，达到节能减排的目的。

实施例二

图2是本实用新型实施例二提供的一种煤矿能源优化控制系统的结构框图，本实施例建立在实施例一的基础上，参考图2，可选的，优化控制单元20包括经济性优化子单元21和能源利用率优化子单元22，经济性优化子单元21和能源利用率优化子单元22均与数据采集单元10通信连接；经济性优化子单元21用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设的约束条件下，包括能耗费用和维护费用的总费用最低时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数；能源利用率优化子单元22用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设的约束条件下，能源利用率最高时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数。

其中，约束条件可包括煤矿能源系统中的设备运行特性约束条件和煤矿能源系统的能量平衡约束条件。经济性优化子单元21的控制目标即使煤矿能源系统工作在经济性最优模式下的控制目标，是煤矿能源系统运行费用即包括能耗费用和维护费用的总费用最低；控制变量是设备功率，控制策略是根据用户预设的能源价格、电价、上网电价等，结合用户负荷需求，基于经济性最优运行模型计算出当前控制周期如一天内煤矿能源系统中设备的出力情况(即设备优化运行功率)和对应的优化运行费用，从而确定设备的输入功率、输出功率和运行设备的台数，以调整系统运行状态，使系统在整个运行阶段内都趋于运行费用最低状态。能源利用率优化子单元22的控制目标即使煤矿能源系统工作在能源利用率最优模式的控制目标，是系统一次能源利用率最高；控制变量是设备功率，控制策略是根据用户预设的能源价格、电价、上网电价等，结合用户负荷需求，基于能源利用率最优运行模型计算出当前控制周期如一天内设备的出力情况(即设备优化运行功率)和对应的优化一次能源利用率，从而确定设备的输入功率、输出功率和运行设备的台数，以调整系统运行状态，使系统在整个运行阶段内都趋于一次能源利用率最高状态。

具体的，为避免负荷误差或计算过程误差过大导致的优化失效，优化控制单元20还可将优化结果(优化运行费用或优化一次能源利用率)与实测值进行比较，如相差过大超过设定值，则需对煤矿能源管理系统进行检查和修正。优化运行计算的前提条件是获取负荷数据。优化控制单元20以预测负荷(即利用历史数据，通过计算机算法来获得未来负荷的预测值)为基础，同时利用实测负荷(即对负荷数据进行多次重复测量，然后用它们的算数平均值表示负荷数据的真值)进行校正。当预测负荷和实测负荷相差过大超过设定值时，以实测负荷为准，并对煤矿能源管理系统进行修正。煤矿能源优化控制系统可按照预定的控制模式(经济性最优模式、能源利用率最优模式等)生成系统级的控制目标值(设备的输入功率、输出功率和运行设备的台数)，并将控制目标下发给设备控制系统。

可选的，监控预警单元30包括监控子单元31、绩效考核子单元32和预警管理子单元33，监控子单元31、绩效考核子单元32和预警管理子单元33均与数据采集单元10通信连接；监控子单元31用于对接收的运行数据进行监控，并在运行数据超出相应的预设阈值时发出报警提示；绩效考核子单元32用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设时间段的运行费用和能源利用率；预警管理子单元33用于根据运行数据，确定设备运行在异常工况时发出报警提示。

其中，监控子单元31通过自身设置的接口，通过标准的数据传输协议获取运行数据，利用组态控件将运行数据通过可视化方式展示，监控子单元31可根据运行数据监测设备运行状态，并可根据运行数据绘制设备的实时运行曲线，展示设备的能量流模拟画面，展示各个维度信息，也可以通过选择日期查看各个数据的历史曲线。预警管理子单元33根据运行数据，确定设备运行在异常工况时发出报警提示，预警管理子单元33还可在出现网络状态异常、设备的实时能效超过预设能效阈值和实时电量超过预设电量阈值等情况时，进行声音、图像和文字告警。告警方式包括故障分类标红、界面图标闪烁、声音提醒等。绩效考核子单元32用于根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设时间段的运行费用和能源利用率，还可设定设备的运行费用、能源利用率为煤矿能源系统的考核参数，通过对记录的考核达标状况进行统计分析，辅助企业制定更加合理的能源管理体系。

可选的，监控预警单元30设置在移动终端中。

其中，监控预警单元30设置在移动终端如手机中，可以是具有监控预警功能的APP，以便于相关工作人员实时观测煤矿能源系统中设备的运行数据。

可选的，运行数据包括电压、电流、温度和流量中的至少一种。

其中，运行数据为设备的运行参数对应的数据，包括电压、电流、温度和流量中的至少一种，也可是设备在运行时的各个参数对应的数据或优化控制系统所需参数对应的数据，在此不做限定。

可选的，优化控制单元20还用于控制煤矿能源优化控制系统的工作状态。

具体的，若煤矿能源优化控制系统与其通信的装置或系统如煤矿能源系统的网络通信出现异常时，优化控制单元20控制煤矿能源优化控制系统进入热备状态，如果在设定的时间内网络通信恢复正常，则优化控制单元20控制煤矿能源优化控制系统自动转至在线状态，但如果在规定的时间内网络通信没有恢复正常，则优化控制单元20控制煤矿能源优化控制系统自动转至离线状态；从而提高优化控制系统的可靠性。

可选的，工作状态包括在线状态、离线状态和热备状态中的至少一种。

具体的，煤矿能源优化控制系统有多种工作状态，包括在线状态、离线状态和热备状态三种工作状态，在线状态下，煤矿能源优化控制系统对煤矿能源系统进行闭环控制，优化控制系统中的各单元均正常运行；在离线状态下，煤矿能源优化控制系统对煤矿能源系统进行开环运行，不输出设备被控对象的控制信号，但仍对煤矿能源系统中的设备进行监控，可以通过画面展示并监控设备的工作状态和运行数据，并允许相关工作人员更改数据。煤矿能源优化控制系统的在线状态和离线状态可由优化控制单元20控制转换，也可由运行人员手动切换。

示例性地，煤矿能源优化控制系统的运行周期主要包括数据采集周期和控制命令周期。为避免产生过调或频繁下发遥调控制命令，数据采集周期一般为2～10秒，控制命令周期一般为数据采集周期的整数倍，比如4～20秒，各个周期均可由运行人员设定。在每个数据采集周期内，煤矿能源优化控制系统可实时更新数据，完成监控等工作；在每个控制命令周期内，煤矿能源优化控制系统除了完成数据采集周期的各任务外，还要计算各设备的功率，并根据系统当前控制偏差的大小给设备分配调节功率，得到设备的目标出力，并可通过通信网络传送到设备的就地控制单元，从而实现对设备的优化控制。

示例性地，图3是本实用新型实施例二提供的一种煤矿能源优化控制系统的硬件拓扑示意图，煤矿能源系统的各个子系统如生活热水子系统、井筒防冻子系统等子系统的设备与煤矿能源优化控制系统中对应的子系统监控站以及控制柜连接，子系统监控站以及控制柜通过通讯模块与煤矿能源系统中的各个服务器如优化控制服务器以及各站如监控站、工程师站等通讯连接，以实现对煤矿能源系统的监控和优化控制。

本实施例提供的煤矿能源优化控制系统，通过经济性优化子单元根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设的约束条件下，包括能耗费用和维护费用的总费用最低时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数，以对煤矿能源系统进行经济性优化，并通过能源利用率优化子单元根据接收的运行数据，确定煤矿能源系统在预设的约束条件下，能源利用率最高时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数，以对煤矿能源系统进行能源利用率优化，从而实现对煤矿能源系统的优化控制，提高煤矿能源系统的经济性和能源利用率，达到节能减排的目的。

实施例三

图4是本实用新型实施例三提供的一种煤矿能源优化控制方法的流程图，煤矿能源优化控制方法由上述任一实施例所述的煤矿能源优化控制系统执行，具体包括如下步骤：

步骤110、采集煤矿能源系统的运行数据。

其中，运行数据包括煤矿能源系统中运行设备的电压、电流、温度和流量中的至少一种，煤矿能源优化控制系统可通过自身设置的端口采集煤矿能源系统的运行数据，以根据运行数据对煤矿能源系统进行优化控制。

步骤120、基于运行数据和预设的经济最优模型，对煤矿能源系统进行经济性优化，以及基于运行数据和预设的能源利用率最优模型，对煤矿能源系统进行能源利用率优化。

示例性地，基于运行数据和预设的经济最优模型，确定在预设的约束条件下包括能耗费用和维护费用的总费用最低时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数；经济最优模型中的目标函数取为系统每天运行费用最小，每天运行费用包括每天能耗费用和每天维护费用，即：

Min：

其中：Z_tx为系统每天运行费用，元/天；i为设备种类，假定系统中共有I种设备；I_ng为所有消耗天然气设备的集合；k为时段，每天划分为24个时段；

为电价或天然气价，元/kWh；Δt为每个时段持续的时间，可取1h；x为设备的输入功率，kW；I_ele为所有消耗电力设备的集合；

为电价，元/kWh；φ为设备单位输出能量的维护成本，元/kWh；y为设备的输出功率，kW。

具体的，约束条件可包括煤矿能源系统中的设备运行特性约束条件和煤矿能源系统的能量平衡约束条件，设备运行特性约束条件如下：

其中，煤矿能源系统涉及的热力设备的出力与输入能量近似呈线性关系，假定任意时刻同一种设备所有运行机组的负荷率相同，则有如下约束：

其中：p、q为设备的性能参数；δ为整型变量，表示设备机组中处于运行状态的设备数目；

x为单台设备能量消耗的上限和下限；N为设备机组安装台数。

蓄能装置的蓄能、释能是一个动态过程，即每个时段的运行必须考虑其前、后时段的运行，因此蓄能装置的模型采用动态数学模型：

其中：H为某时刻蓄能装置内所蓄存的能量，kWh；t为典型日时刻，每个典型日共有T个时刻；μ为蓄能装置向环境的能量损失系数，计算中取为0.02；Δt为相邻两个时段的时间间隔，h；E为某时段蓄能装置的蓄放功率(蓄能为正，释能为负)，kW。

具体的，蓄能装置的蓄放功率存在上限(假定不超过总容量的30％)，蓄存能量也存在上、下限，同时考虑一个典型日内的初始和终止条件，即：

其中：H_v为蓄能装置的容量，kWh；w为每个典型日初始和终止时刻蓄能装置中蓄存的能量。

具体的，能量平衡约束条件如下：

其中，能流平衡包括电量、冷量、热量、余热平衡。空压机润滑油余热、乏风余热、设备冷却水余热、矿井水余热、瓦斯发电余热等余热平衡有如下约束：

其中：I’为系统中具有同一类能量产出的设备共有I’种；Y为该类能量的总输出量，kW。

其中，能量平衡中的电量、冷量、热量有如下约束：

其中：若煤矿能源系统内无该种能量的蓄能装置，去掉E(k)项即可。

具体的，上述各个约束条件及目标函数构成了经济性最优运行模型，为混合整数线性规划模型。采用分枝定界法结合单纯形算法对模型进行求解，其中分枝定界法用于求解混合整数规划问题，单纯形法用于求解线性规划问题。最终解集为设备运行规律，具体为设备的输入功率、输出功率和处于运行状态的设备数目等。

示例性地，基于运行数据和预设的能源利用率最优模型，确定在预设的约束条件下能源利用率最高时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数；能源利用率最优模型的目标函数取为系统每天一次能源利用率最高，即：

其中：P_ER为一次能源利用率，％；h为用户所需负荷种类，比如电负荷、冷负荷、热负荷等，假定共有H种负荷需求；L’为用户全天所需负荷大小，kWh；η_ele为燃煤电厂发电效率，可取为38.8％。

具体的，约束条件同样包括煤矿能源系统中的设备运行特性约束条件和煤矿能源系统的能量平衡约束条件，与上述经济最优模型中的目标函数的约束条件相同，各个约束条件及目标函数构成了能源利用率最优运行模型，也为混合整数线性规划模型。采用分枝定界法结合单纯形算法对模型进行求解，其中分枝定界法用于求解混合整数规划问题，单纯形法用于求解线性规划问题。最终解集为设备运行规律，具体为设备的输入功率、输出功率和处于运行状态的设备数目等。

在一种实施方式中，图5是本实用新型实施例三提供的一种经济性优化的示意图，图6是本实用新型实施例三提供的一种能源利用率优化的示意图，参考图5和图6，煤矿能源优化控制系统对煤矿能源系统进行经济性优化(能源利用率优化)的步骤如下：

步骤一：获取运行数据。

其中，获取的运行数据包括设备的初始运行功率。

步骤二：根据运行数据确定设备在前一时段的预测负荷。

具体的，根据运行数据中的设备的初始运行功率确定设备在前一时段的预测负荷。

步骤三：根据前一时段的预测负荷确定设备当前时段的运行功率。

步骤四：根据当前时段的预测负荷确定后一时段的预测负荷。

其中，确定后一时段的预测负荷后执行步骤五和步骤六。

步骤五：根据后一时段的预测负荷优化设备运行功率。

步骤六：根据后一时段的预测负荷优化运行费用(优化一次能源利用率)。

具体的，在经济性优化时优化运行费用，在能源利用率优化时优化一次能源利用率。

步骤七：判断前一时段的预测负荷与后一时段的预测负荷的差值的绝对值是否大于第一预设差值阈值；如果是，执行步骤八；如果否，执行步骤九。

其中，预设差值阈值可根据实际情况具体确定，在此不做限定。

步骤八：将根据后一时段的预测负荷优化的运行功率作为设备新的运行功率。

步骤九：设备运行功率不变。

步骤十：更新数据。

其中，更新的数据包括设备当前运行功率，设备当前运行功率为步骤八中优化后的功率或步骤九中的功率，获取设备当前运行功率后执行步骤十一和步骤十二。

步骤十一：根据设备当前运行功率确定实测负荷。

步骤十二：根据设备当前运行功率确定实测运行费用(实测一次能源利用率)。

具体的，在经济性优化时确定实测运行费用，在能源利用率优化时确定实测一次能源利用率。

步骤十三：根据实测负荷优化设备运行功率。

步骤十四：根据实测负荷优化运行费用(优化一次能源利用率)。

具体的，在经济性优化时优化运行费用，在能源利用率优化时优化一次能源利用率。优化后执行步骤十五和步骤十六。

步骤十五：判断后一时段预测负荷和实测负荷的负荷差值是否大于第二预设差值阈值且优化运行费用(优化一次能源利用率)和实测运行费用(实测一次能源利用率)的差值是否大于第三预设差值阈值(第四预设差值阈值)；如果是，执行步骤十六；如果否，执行步骤十七。

具体的，在经济性优化时判断后一时段预测负荷和实测负荷的负荷差值是否大于第二预设差值阈值且优化运行费用和实测运行费用的差值是否大于第三预设差值阈值，在能源利用率优化时判断后一时段预测负荷和实测负荷的负荷差值是否大于第二预设差值阈值且优化一次能源利用率和实测一次能源利用率的差值是否大于第四预设差值阈值。

步骤十六：将根据实测负荷优化的运行功率作为设备新的运行功率，并返回步骤四。

步骤十七：判断后一时段预测负荷和实测负荷的负荷差值是否小于第二预设差值阈值且优化运行费用(优化一次能源利用率)和实测运行费用(实测一次能源利用率)的差值是否大于第三预设差值阈值(第四预设差值阈值)；如果是，执行步骤十八；如果否，返回步骤四。

具体的，在经济性优化时判断后一时段预测负荷和实测负荷的负荷差值是否小于第二预设差值阈值且优化运行费用和实测运行费用的差值是否大于第三预设差值阈值，在能源利用率优化时判断后一时段预测负荷和实测负荷的负荷差值是否小于第二预设差值阈值且优化一次能源利用率和实测一次能源利用率的差值是否大于第四预设差值阈值。

步骤十八：系统故障处理。

其中，在经济性优化时若后一时段预测负荷和实测负荷的负荷差值小于第二预设差值阈值且优化运行费用和实测运行费用的差值大于第三预设差值阈值，则对煤矿能源系统执行故障处理操作，在能源利用率优化时，若后一时段预测负荷和实测负荷的负荷差值小于第二预设差值阈值且优化一次能源利用率和实测一次能源利用率的差值大于第四预设差值阈值，则对煤矿能源系统执行故障处理操作。

步骤130、基于运行数据，监控煤矿能源系统，并在运行数据超出相应的预设阈值时发出报警提示。

具体的，煤矿能源优化控制系统可根据采集的运行数据对煤矿能源系统进行监控，如根据采集的电压电流等数据对煤矿能源系统中设备的运行状态进行监控，并运行数据超出相应的预设阈值时发出报警提示，以提示相关工作人员及时采取措施。

示例性地，煤矿能源优化系统采集的运行数据可存储在数据库中，煤矿能源系统中设备的运行数据存储在该设备所属的子系统对应的数据库中，煤矿能源优化系统的各个单元可通过全数据库获取各个子系统数据库中存储的数据，各单元的数据也可通过全数据库存储到对应的子系统数据库中。

本实施例提供的煤矿能源优化控制方法，具备煤矿能源优化控制装置相应的有益效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种煤矿能源优化控制系统，其特征在于，包括：数据采集单元以及与所述数据采集单元通信连接的优化控制单元、监控预警单元和能效分析单元；

所述数据采集单元用于采集煤矿能源系统中设备的运行数据，并将所述运行数据传输至所述优化控制单元、所述监控预警单元和所述能效分析单元；

所述优化控制单元用于根据接收的所述运行数据，对所述煤矿能源系统进行经济性优化和能源利用率优化；

所述监控预警单元用于对接收的所述运行数据进行监控，并在所述运行数据超出相应的预设阈值和/或设备在异常工况下运行时发出报警提示；

所述能效分析单元用于根据接收的所述运行数据，确定所述煤矿能源系统在预设时间段的效率。

2.根据权利要求1所述的煤矿能源优化控制系统，其特征在于，所述优化控制单元包括经济性优化子单元和能源利用率优化子单元，所述经济性优化子单元和所述能源利用率优化子单元均与所述数据采集单元通信连接；

所述经济性优化子单元用于根据接收的所述运行数据，确定所述煤矿能源系统在预设的约束条件下，包括能耗费用和维护费用的总费用最低时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数；

所述能源利用率优化子单元用于根据接收的所述运行数据，确定所述煤矿能源系统在预设的约束条件下，能源利用率最高时对应的输入功率、输出功率和运行设备的台数。

3.根据权利要求1所述的煤矿能源优化控制系统，其特征在于，所述监控预警单元包括监控子单元、绩效考核子单元和预警管理子单元，所述监控子单元、所述绩效考核子单元和所述预警管理子单元均与所述数据采集单元通信连接；

所述监控子单元用于对接收的所述运行数据进行监控，并在所述运行数据超出相应的预设阈值时发出报警提示；

所述绩效考核子单元用于根据接收的所述运行数据，确定所述煤矿能源系统在预设时间段的运行费用和能源利用率；

所述预警管理子单元用于根据所述运行数据，确定设备运行在异常工况时发出报警提示。

4.根据权利要求1所述的煤矿能源优化控制系统，其特征在于，所述监控预警单元设置在移动终端中。

5.根据权利要求1所述的煤矿能源优化控制系统，其特征在于，所述运行数据包括电压、电流、温度和流量中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的煤矿能源优化控制系统，其特征在于，所述优化控制单元还用于控制所述煤矿能源优化控制系统的工作状态。

7.根据权利要求6所述的煤矿能源优化控制系统，其特征在于，所述工作状态包括在线状态、离线状态和热备状态中的至少一种。

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