北京交通大学司方远获国家专利权
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龙图腾网获悉北京交通大学申请的专利一种绿氢冶金综合能源系统的多尺度协同调控方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119358916B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411402643.9,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权一种绿氢冶金综合能源系统的多尺度协同调控方法是由司方远;段玉戈;盛康玲;王小君;刘曌;薛梦洁设计研发完成,并于2024-10-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种绿氢冶金综合能源系统的多尺度协同调控方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种绿氢治金综合能源系统的多尺度协同调控方法,属于能源系统调控技术领域;首先,对绿氢冶金综合能源系统内的各种灵活可调资源进行详细分析,归纳其在不同时间尺度上的调节特性,其次,探讨这些资源在多能质交互中的跨环节调节特性,特别是关注多能质传输和转化过程中的时延现象,进而提出一种针对各环节异构问题的等效建模方法,为系统的多环节协同调控提供支持。最后,研究不同生产任务对多能质流分布的影响,并分析不同生产工序对多能质流分布的动态关联。为此,采用扩展的资源‑任务网络建模方法,并结合预测模型和局部模型组合的多模型预测控制策略,以提升系统的控制效率,并满足能效、灵活性及风险控制等多重要求。
本发明授权一种绿氢冶金综合能源系统的多尺度协同调控方法在权利要求书中公布了:1.一种绿氢冶金综合能源系统的多尺度协同调控方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、分析绿氢冶金综合能源系统中灵活可调资源的多时间尺度调节特性,形成调节响应时间尺度矩阵; S2、根据调节响应时间尺度矩阵,分析多能质交互中的跨环节调节特性,进而进行基于异构环节的等效建模,得到调节外特性等效模型; S3、基于动态关联解析,分析绿氢冶金综合能源系统中不同生产任务对多能质流分布的影响,建立表征生产任务与多能质流之间关联的扩展资源-任务网络模型; S4、基于扩展资源-任务网络模型得到的任务-资源分配结果,对未来时刻生产过程中涉及的随机变量进行预测,并将其输入至基于局部模型组合及多控制器组合的多模型预测机制中,输出针对当前工况的能质流调控策略,实现对绿氢冶金综合能源系统的协同调控; 所述步骤S2中,进行基于异构环节的等效建模,得到调节外特性等效模型的方法具体为: S21、收集绿氢冶金综合能源系统中各类设备的历史运行数据; 所述历史运行数据为各类设备在不同工况下的调节特性数据; S22、针对各类设备的不同调节特性数据,选择对应的深度神经网络; S23、根据历史运行数据训练对应的深度神经网络并进行动态更新,得到各类设备不同调节特性对应的调节外特性模型; 所述步骤S3包括以下分步骤: S31、对绿氢冶金综合能源系统中的生产任务类型和多能质流分布进行动态关联解析,构建生产任务动态关联模型; S32、对绿氢冶金综合能源系统中生产任务的生产工序与多能质流分布进行动态关联解析,构建工序间能质流协同调控模型; S33、根据构建的生产任务动态关联模型及工序间能质流协同调控模型,并引入时间、空间以能质流的动态特性,构建扩展资源-任务网络模型; 所述步骤S31包括以下分步骤: S31-1、根据生产需求对绿氢冶金综合能源系统中的生产任务分类,确定各类生产任务在不同时段对能质流的需求特征; S31-2、拟合各类生产任务在不同时段对能质流的需求特征对应的历史数据,建立各类生产任务的动态需求曲线; S31-3、根据各类生产任务的动态需求曲线,动态生成不同生产任务类型的多个关联模型,得到生产任务动态关联模型; 所述生产任务类型包括连续型生产任务和离散型生产任务; 所述步骤S32包括以下分步骤: S32-1、分析绿氢冶金综合能源系统中生产任务的每道生产工序的能质需求特征; S32-2、根据不同生产工序对应的能质需求特征,通过动态规划或优化算法,实时调整各生产任务的生产工序的执行顺序与能质流分配,使得生产工序间的协同调度达到最优,进而得到工序间能质流协同调控模型; 所述工序间能质流协同调控模型以生产工序间的时间调度成本、生产工序间的依赖关系以及资源限制为约束条件; 所述步骤S33中,构建的所述扩展资源-任务网络模型为根据时间序列数据动态调整所述绿氢冶金综合能源系统中资源供给与任务需求的模型; 所述扩展资源-任务网络模型对涉及多生产任务的资源进行协同调控时,对其进行多关联性处理,建立带约束条件的优化模型,实现多能质供协同匹配生产任务需求;其中,所述约束条件包括资源供给能力、能质流的动态分配以及生产任务的时序依赖性; 所述扩展资源-任务网络模型对资源-任务进行分配时,采用动态优化算法根据绿氢冶金综合能源系统中当前的能质流分布,动态调整生产任务的执行顺序与能质流的分配策略; 扩展资源-任务网络模型定义为: ; ; 其中,为时间,为空间位置,函数和描述不同能质流在时空维度上的动态分布。
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