本發(fā)明涉及電力系統運行與控制技術領域，尤其涉及一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法。

背景技術：

從上個世紀90年代開始，我國已經成為世界上最大的鋼鐵生產國和消費國，鋼鐵產量穩(wěn)居世界之首。鋼鐵產業(yè)作為支撐國民經濟的重要基礎產業(yè)，其用電量約占社會總用電量的10％左右，是用電量最大的工業(yè)部門。在實際生產中，煉鋼廠多含有大功率沖擊型負荷，導致鋼廠接入電力系統的功率波動性較強，對電網的穩(wěn)定性構成一定的威脅。

現有的電力系統通過預留足夠的火電機組備用，以其自身的調節(jié)能力消納鋼廠負荷的波動性，但這種方式大大降低了火電機組的開機利用小時數，增加系統裝機容量需求，經濟性較差。

近年來，針對平抑和削減負荷功率波動的問題，國內外研究學者提出了“需求響應”和“負荷管理”等方法。負荷需求響應通過讓負荷接收到電力系統發(fā)出的電價或激勵等誘導性信號后，改變其固有用電習慣和模式，減少或者推移某時段的用電負荷，以此響應電力供應。需求響應廣泛適用于居民生活負荷，但對于鋼廠內的沖擊負荷，因生產工藝和生產流程固定，大部分沖擊負荷無法響應系統誘導信號，主動安排負荷運行及用電計劃，故并不適用。負荷管理是一種電力系統有計劃地指導和控制電力負荷，限制某些負荷在系統尖峰負荷時用電，盡量減小尖峰負荷的數值，使系統綜合負荷曲線更平坦，有效改善負荷曲線的形狀的方法。但是，針對鋼廠的負荷管理，研究成果較少。鋼廠巨大的功率波動，一方面危害系統穩(wěn)定，造成系統發(fā)電機組閑置備用與容量浪費，迫使電力部門新建電廠，加劇環(huán)境污染；另一方面也造成鋼廠容量費劇增，經濟效益大幅下降。鋼廠的強波動性無論對電網系統還是對鋼廠都會造成極大的危害，亟待尋求優(yōu)化控制方法，平抑和削減負荷波動。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法，平抑和削減接入電力系統的鋼廠負荷波動。

本申請實施例提供一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法，包括：

獲取鋼廠內沖擊負荷的負荷特性；

根據所述沖擊負荷的負荷特性，將所述沖擊負荷分為可中斷負荷、可調節(jié)負荷、剛性負荷；

設定目標函數、定義優(yōu)化對象、設定約束條件，建立基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理模型；

通過算法求解所述鋼廠負荷管理模型，得到可中斷負荷的啟停時序和可調節(jié)負荷的功率時序。

優(yōu)選的，所述沖擊負荷的負荷特性包括：沖擊負荷的額定功率、沖擊負荷的波形特征。

優(yōu)選的，所述可中斷負荷為精煉爐，所述可調節(jié)負荷為電解鋁負荷，所述剛性負荷為軋鋼機。

優(yōu)選的，所述目標函數為：

min(k1l+k2r+k3δp)

其中，k1、k2、k3為多目標優(yōu)化系數，l為鋼廠在t個時段內的最大瞬時功率值(mw)，r為鋼廠在相鄰時段內的最大功率正/反向爬坡(mw)，δp為可調節(jié)負荷在t個時段內調節(jié)的電能(mw·h)。

優(yōu)選的，所述定義優(yōu)化對象包括：

其中，i、j、k分別為鋼廠中可中斷負荷、可調節(jié)負荷和剛性負荷的數量；pni，i、pnj，j分別為各臺可中斷負荷、可調節(jié)負荷的額定功率；xi，t為第i臺可中斷負荷在第t個時段的啟停狀態(tài)，xi，t＝1表示負荷處于運行狀態(tài)，xi，t＝0表示負荷處于停機狀態(tài)；pj，t為第j臺可調節(jié)負荷在第t個時段的有功功率；pnkk，t為第k臺剛性負荷的功率時序；ptotal，t為第t時段鋼廠負荷總功率，t0為每個時段的時間寬度。

優(yōu)選的，所述約束條件包括可中斷負荷約束條件：

其中，pii為t個時段內，按照鋼廠生產調度計劃規(guī)定的鋼水產量換算成的第i臺可中斷負荷需要運行的總時長；bi表示第i臺可中斷負荷開啟后至少需要持續(xù)運行的時段，di表示第i臺可中斷負荷關停后至少需要閑置的時段。

優(yōu)選的，所述約束條件包括可調節(jié)負荷約束條件：

αpnj，j≤pj，t≤pnj，j

-βpnj，j≤pj，t+1-pj，t≤βpnj，j

其中，α為可調節(jié)負荷功率調節(jié)下限占額定功率的比例系數；β為可調節(jié)負荷每個控制時段的功率可調量占額定功率的比例系數。

優(yōu)選的，所述算法為混合型整數線性規(guī)劃。

本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：

在本申請實施例中，獲取鋼廠內沖擊負荷的負荷特性；根據鋼廠內沖擊負荷的負荷特性，將沖擊負荷分為可中斷負荷、可調節(jié)負荷和剛性負荷三類；設定目標函數、定義優(yōu)化對象、設定約束條件，建立基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理模型；通過算法求解模型，得到可中斷負荷的啟停時序和可調節(jié)負荷的功率時序。通過對可中斷負荷的啟停時序進行優(yōu)化，能有效平抑和削減接入電力系統的鋼廠負荷波動，減小電力系統的裝機容量需求，減小碳排放，提高電力系統運行的經濟效益；通過可調節(jié)負荷參與協助控制，能進一步平抑和削減鋼廠負荷功率波動。

附圖說明

為了更清楚地說明本實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一個實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明中鋼廠外部聯絡線秒級有功功率波動示意圖；

圖3為本發(fā)明中鋼廠各時間窗寬度下1小時功率波動量統計；

圖4為本發(fā)明中鋼廠生產工藝流程示意圖；

圖5為本發(fā)明中鋼廠精煉爐秒級功率波動示意圖；

圖6-1：是本發(fā)明中鋼廠1號軋鋼機秒級負荷功率波動示意圖；

圖6-2：是本發(fā)明中鋼廠2號軋鋼機秒級負荷功率波動示意圖；

圖6-3：是本發(fā)明中鋼廠3號軋鋼機秒級負荷功率波動示意圖；

圖7-1：是本發(fā)明仿真算例中模式1與模式2鋼廠負荷功率波動對比圖；

圖7-2：是本發(fā)明仿真算例中模式1與模式3鋼廠負荷功率波動對比圖；

圖8-1：是本發(fā)明仿真算例中模式1的精煉爐啟停時序圖，其中黑色表示精煉爐處于運行；

圖8-2：是本發(fā)明仿真算例中模式2的精煉爐啟停時序圖，其中黑色表示精煉爐處于運行；

圖8-3：是本發(fā)明仿真算例中模式3的精煉爐啟停時序圖，其中黑色表示精煉爐處于運行；

圖9：是本發(fā)明仿真算例中模式3的可調節(jié)負荷功率分時柱狀圖；

圖10：是本發(fā)明仿真算例中模式1、模式2、模式3的鋼廠負荷波動定量統計對比圖。

具體實施方式

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法，平抑和削減接入電力系統的鋼廠負荷波動。

本申請實施例的技術方案為解決上述技術問題，總體思路如下：

一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法，包括：

獲取鋼廠內沖擊負荷的負荷特性；

根據所述沖擊負荷的負荷特性，將所述沖擊負荷分為可中斷負荷、可調節(jié)負荷、剛性負荷；

設定目標函數、定義優(yōu)化對象、設定約束條件，建立基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理模型；

通過算法求解所述鋼廠負荷管理模型，得到可中斷負荷的啟停時序和可調節(jié)負荷的功率時序。

本申請實施例通過建立基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理模型，對可中斷負荷的啟停時序進行優(yōu)化，能有效平抑和削減接入電力系統的鋼廠負荷波動，減小電力系統的裝機容量需求，減小碳排放，提高電力系統運行的經濟效益；通過可調節(jié)負荷參與協助控制，能夠進一步平抑和削減鋼廠負荷功率波動。

為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。

本實施例提供了一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法，如圖1所示，包括：

步驟10：獲取鋼廠內沖擊負荷的負荷特性。

所述沖擊負荷的負荷特性包括：沖擊負荷的額定功率、沖擊負荷的波形特征。

步驟20：根據所述沖擊負荷的負荷特性，將所述沖擊負荷分為可中斷負荷、可調節(jié)負荷、剛性負荷。

所述可中斷負荷為精煉爐，所述可調節(jié)負荷為電解鋁負荷，所述剛性負荷為軋鋼機。

步驟30：設定目標函數、定義優(yōu)化對象、設定約束條件，建立基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理模型。

所述目標函數為：

min(k1l+k2r+k3δp)

其中，k1、k2、k3為多目標優(yōu)化系數，l為鋼廠在t個時段內的最大瞬時功率值(mw)，r為鋼廠在相鄰時段內的最大功率正/反向爬坡(mw)，δp為可調節(jié)負荷在t個時段內調節(jié)的電能(mw·h)。

所述定義優(yōu)化對象包括：

其中，i、j、k分別為鋼廠中可中斷負荷、可調節(jié)負荷和剛性負荷的數量；pni，i、pnj，j分別為各臺可中斷負荷、可調節(jié)負荷的額定功率；xi，t為第i臺可中斷負荷在第t個時段的啟停狀態(tài)，xi，t＝1表示負荷處于運行狀態(tài)，xi，t＝0表示負荷處于停機狀態(tài)；pj，t為第j臺可調節(jié)負荷在第t個時段的有功功率；pnkk，t為第k臺剛性負荷的功率時序；ptotal，t為第t時段鋼廠負荷總功率，t0為每個時段的時間寬度。

所述約束條件包括可中斷負荷約束條件：

其中，pii為t個時段內，按照鋼廠生產調度計劃規(guī)定的鋼水產量換算成的第i臺可中斷負荷需要運行的總時長；bi表示第i臺可中斷負荷開啟后至少需要持續(xù)運行的時段，di表示第i臺可中斷負荷關停后至少需要閑置的時段。

所述約束條件包括可調節(jié)負荷約束條件：

αpnj，j≤pj，t≤pnj，j

-βpnj，j≤pj，t+1-pj，t≤βpnj，j

其中，α為可調節(jié)負荷功率調節(jié)下限占額定功率的比例系數；β為可調節(jié)負荷每個控制時段的功率可調量占額定功率的比例系數。

步驟40：通過算法求解所述鋼廠負荷管理模型，得到可中斷負荷的啟停時序和可調節(jié)負荷的功率時序。

所述算法為混合型整數線性規(guī)劃。

所述可中斷負荷的啟停時序即xi，t，所述可調節(jié)負荷的功率時序即pj，t。

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案進一步說明。

1、鋼廠負荷功率波動特性

以中國東部某鋼廠為例，分析鋼廠負荷功率的波動特性。圖2為2016年11月25日4:00～5:00期間該鋼廠與電網系統連接的外部聯絡線秒級有功變化曲線，其中負號代表鋼廠從電網系統購電，正號代表鋼廠向電網系統送電。由圖2可見，1h內該鋼廠負荷波動呈無序性，波動幅度較大，波動速率較快。統計可得，鋼廠與外部聯絡線功率最大值為32.34mw，最小值為-199.52mw，1h內負荷功率波動極值為231.86mw。

采用時間窗函數方法，對該鋼廠外部聯絡線1h內功率變化值進行差分分析。時間窗的寬度分別選取1s、5s、10s、30s和60s，得到的各時間窗寬度下鋼廠最大功率波動量和平均功率波動量如圖3所示。

由圖3可見，該鋼廠負荷功率具有很強的波動性，5s內最大負荷波動量可達到77.40mw。為維護系統穩(wěn)定，消納該鋼廠巨大的功率波動，電網公司為該鋼廠建設了一座額定容量910mva的主變電站，電壓等級220kv。經計算，由于此變電站，該鋼廠每年需向電網公司繳納系統容量費用3.06億元。鋼廠巨大的功率波動，一方面危害系統穩(wěn)定，造成系統發(fā)電機組閑置備用與容量浪費，迫使電力部門新建電廠，加劇環(huán)境污染；另一方面也造成鋼廠容量費劇增，經濟效益大幅下降。鋼廠的強波動性無論對電網系統還是對鋼廠都會造成極大的危害。

2、鋼廠沖擊負荷分類

鋼廠負荷功率波動性強的主要原因是鋼廠內沖擊負荷功率的相互疊加。鋼廠生產工藝流程如圖4所示，圖4方框所示為鋼廠的主要用電負荷，圓圈內為生產原料及產品。鋼廠各種負荷的生產安排，連同生產原料與產品的物料運送，均由鋼廠的生產調度計劃決定。鋼廠生產指揮部門對負荷啟停、物料配合進行統籌協調，提前制定生產調度計劃，規(guī)定在某時段內，某種負荷的工作時段、物料投放量和產品產量；實際操控負荷的員工按照生產調度計劃表運行負荷，進行煉鋼生產。

結合鋼廠的生產工業(yè)特性和生產調度計劃表，研究煉鋼廠各主要用電負荷的負荷特性，可將其分為可中斷負荷、可調節(jié)負荷和剛性負荷三類，下面依次對三類負荷進行具體分析和說明。

2.1、可中斷負荷

鋼廠負荷中，可中斷負荷主要指精煉爐。精煉爐作為鋼廠煉鋼工藝的第一步，承擔著將還原鐵煉制成鐵水的重要工作。精煉爐屬于電弧爐的一類，是一種低電壓、大電流的負荷。

精煉爐利用電極間的電弧產生高溫熔煉礦石和金屬。圖5所示為鋼廠某額定功率為20mw的精煉爐在1h內的秒級功率波動圖。當精煉爐開啟時，其負荷功率瞬間從0階躍至額定功率，并在額定功率附近窄幅震蕩；當精煉爐停機時，其負荷功率又從額定功率瞬間跌落至0?？梢?，精煉爐負荷的頻繁啟停，使得精煉爐負荷功率帶有很強沖擊性，屬于沖擊型負荷。

進一步分析鋼廠的生產調度計劃表可知，鋼廠生產指揮部門對精煉爐下達的生產計劃未規(guī)定其具體的啟停時刻，僅規(guī)定精煉爐在一段時間內的產量。這是由于精煉爐生產得到的鋼水可暫時儲存在鋼水罐中，等待運輸后進行下一步加工。因此，精煉爐的具體啟停時刻，依賴于精煉爐實際操作員工，在實際生產中較為隨機。若不考慮電爐爆震等因素，可人為對精煉爐的啟停時序進行優(yōu)化控制，精煉爐是本發(fā)明所述基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理的主要控制對象。

2.2、可調節(jié)負荷

傳統鋼廠內，負荷功率的可調節(jié)特性較差，因此本發(fā)明將傳統鋼廠與當地的電解鋁負荷打捆，利用電解鋁負荷自身的功率調節(jié)特性，進一步平抑和減小鋼廠負荷功率的波動。

工業(yè)生產上通過調節(jié)直流母線電壓改變電解鋁負荷的功率，負荷功率與可調電壓之間的關系如式(1)所示：

式中，e為電解鋁反電動勢，取值由實驗所得；pj，t為第j臺可調節(jié)負荷在第t個時段的有功功率，在此可表示電解鋁負荷功率，pj，t由直流母線電壓vb決定；r為電解鋁槽的電阻。為不影響電解鋁的正常生產工藝，應盡量避免電解鋁負荷高于額定功率運行，但可適當低于額定功率。可調節(jié)負荷的功率時序優(yōu)化控制是本文所述基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理的輔助控制對象。

2.3、剛性負荷

除了可中斷負荷和可調節(jié)負荷以外，鋼廠中還含有大量用電負荷，包括軋鋼機(包括冷軋機和熱軋機)、鋼包爐、板努鑄機、平整機、退火作業(yè)線。上述用電負荷因其內在工藝復雜且相互制約，一般不能中途切斷或進行功率平移，故將其視為剛性負荷。除軋鋼機外，其余負荷功率波動不大，并且不進行頻繁啟停，視為穩(wěn)定負荷。

圖6-1、圖6-2、圖6-3分別為中國東部某鋼廠三臺軋鋼機10min的秒級功率波動圖，可見軋鋼機負荷功率具有較強的沖擊性。以圖6-1的1號軋鋼機為例，該功率曲線由2臺粗軋及7臺精軋功率疊加而成，且每個機組的出力符合一定的時間順序，可根據鋼廠的生產調度計劃表推測得到。

剛性負荷不參與負荷管理與控制，其負荷特性只作為本發(fā)明所述基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理模型的輸入量。

3、基于時序優(yōu)化的負荷管理方法建模

完成鋼廠負荷分類后，針對三類負荷建立數學模型，并尋求一種算法求解模型。

3.1、目標函數

鋼廠負荷優(yōu)化控制的目的是平抑和減小鋼廠負荷功率的波動性。為此，基于時序優(yōu)化，一方面控制可中斷負荷的啟停時刻，另一方面控制可調節(jié)負荷的有功功率。

優(yōu)化模型的目標函數如式(2)所示：

min(k1l+k2r+k3δp)(2)

其中，k1、k2、k3為多目標優(yōu)化系數，l為鋼廠在t個時段內的最大瞬時功率值(mw)，r為鋼廠在相鄰時段內的最大功率正/反向爬坡(mw)，δp為可調節(jié)負荷在t個時段內調節(jié)的電能(mw·h)。

根據l、r和δp的定義有：

其中，i、j、k分別為鋼廠中可中斷負荷、可調節(jié)負荷和剛性負荷的數量；pnj，i、pnj，j分別為各臺可中斷負荷、可調節(jié)負荷的額定功率；xi，t為第i臺可中斷負荷在第t個時段的啟停狀態(tài)，xi，t＝1表示負荷處于運行狀態(tài)，xi，t＝0表示負荷處于停機狀態(tài)；pj，t為第j臺可調節(jié)負荷在第t個時段的有功功率；pnkk，t為第k臺剛性負荷的功率時序；ptotal，t為第t時段鋼廠負荷總功率，t0為每個時段的時間寬度。

3.2、約束條件

3.2.1、可中斷負荷約束

精煉爐在一段時間內的鋼水產量服從鋼廠的生產調度計劃表。因精煉爐運行時功率維持在額定功率附近，其鋼水產量與運行時長成正比關系，因此，可將精煉爐的鋼水產量計劃換算成運行時長計劃，即第i臺精煉爐在一段時間內運行總時長需要匹配生產調度計劃的要求，如式(7)所示：

其中，pii為t個時段內，按照鋼廠生產調度計劃規(guī)定的鋼水產量換算成的第i臺可中斷負荷需要運行的總時長。

另一方面，根據精煉爐生產工藝與實際運行狀況，為保證精煉爐產品質量，一臺精煉爐開啟后需至少持續(xù)一段時間才能關斷；在精煉爐關停后，工作人員需要對產品進行檢測和換料，要求至少持續(xù)一段時間才能再次開啟，即需要滿足以下條件：

其中，bi表示第i臺可中斷負荷開啟后至少需要持續(xù)運行的時段，di表示第i臺可中斷負荷關停后至少需要閑置的時段。

3.2.2、可調節(jié)負荷約束

可調節(jié)負荷功率上下限約束和功率爬坡速率約束如式(9)和式(10)所示：

αpnj，j≤pj，t≤pnj，j(9)

-βpnj，j≤pj，t+1-pj，t≤βpnj，j(10)

其中，α為可調節(jié)負荷功率調節(jié)下限占額定功率的比例系數；β為可調節(jié)負荷每個控制時段的功率可調量占額定功率的比例系數。

3.3、求解算法

綜合式(2)所示模型的目標函數、式(3)～式(6)的優(yōu)化對象定義以及式(7)～式(10)的約束條件可知，本發(fā)明所建立的基于時序優(yōu)化的負荷管理模型，是一種包含了整數變量和非整數變量的線性規(guī)劃問題，可使用發(fā)展較為成熟的cplex混合整數線性規(guī)劃(mixedintegerlinearprogramming，milp)計算軟件求解。milp算法相較于遺傳算法等智能算法，具有求解速度快，精度高的特點。

4、算例分析

以中國東部某鋼廠(以下簡稱鋼廠)為例進行仿真計算和分析。鋼廠含有9臺精煉爐，其中3臺的額定功率為35mw，其中5臺的額定功率為20mw，其中1臺的額定功率為12.5mw。鋼廠周圍10km處有兩條電解鋁生產線，與鋼廠負荷進行打捆，額定功率分別為320mw和540mw。除精煉爐外鋼廠其他負荷均按生產調度計劃表安排進行運作，優(yōu)化時序間隔t0取5s，仿真時間跨度為30min，時段總數t＝360。目標函數的多目標優(yōu)化系數k1、k2、k3分別取1、1、0.1。根據生產實際要求，精煉爐開啟后至少要運行1min才能關停，關停后，至少要閑置1min才能重啟，因此取bi＝di＝12。同時，根據相關文獻，電解鋁負荷功率下限系數α取80％，功率調節(jié)爬坡速率系數β取1％。

4.1、控制模式設置

為更好地對比和分析本發(fā)明提出的鋼廠負荷優(yōu)化控制方法，本發(fā)明構建3種控制模式，分述如下：

模式1：不使用時序優(yōu)化方法管理精煉爐的啟停時序，操作人員根據鋼廠生產調度計劃，憑主觀經驗安排精煉爐啟停。

模式2：使用本發(fā)明所述時序優(yōu)化方法管理精煉爐的啟停時序，不考慮電解鋁的功率調節(jié)特性。

模式3：使用本發(fā)明所述時序優(yōu)化方法對管理精煉爐的啟停時序，同時考慮電解鋁的功率調節(jié)特性。

4.2、模式求解

本發(fā)明模型目標函數的關注對象主要是鋼廠負荷波動性，30min的控制時間跨度內，除部分沖擊負荷外，其余負荷功率波動極小，可視為恒功率負荷。故在本發(fā)明算例中，只研究鋼廠內精煉爐、軋鋼機和電解鋁負荷的疊加功率波形。鋼廠的軋鋼機負荷的功率時序pnkk，t和精煉爐總運行時段數pii均由鋼廠生產調度計劃得到?；阡搹S在2016年11月25日4:00～4:30期間的生產調度計劃，模式1鋼廠負荷曲線可由實測數據得到，如圖7-1和圖7-2中的細線所示，模式2、模式3通過基于時序優(yōu)化的負荷管理模型求解計算，得到優(yōu)化后的鋼廠負荷曲線分別如圖7-1和圖7-2中的粗實線所示，模式1、模式2和模式3鋼廠內9臺精煉爐啟停時序如圖8-1、圖8-2、圖8-3所示，模式3中兩條電解鋁負荷功率柱狀圖如圖9所示。

由圖7-1和圖7-2可見，模式2與模式3相較于模式1而言，鋼廠負荷功率波動明顯減弱，模式3相較模式2而言，功率波動更加平緩。由圖8-1、圖8-2、圖8-3可見，模式2與模式3在負荷管理下，適當增加了精煉爐啟停的頻率，單臺精煉爐在半小時內的總運行時間與模式1相同。結合圖7-1、圖7-2與圖9可見，模式3鋼廠利用電解鋁的可調節(jié)特性，進行功率調節(jié)的幅度并不大，總額定功率860mw的兩套電解鋁負荷，半小時內調節(jié)的電能僅為0.59mwh，但電解鋁對鋼廠負荷功率波動性的輔助削減效果明顯。

圖10為三種控制模式下，鋼廠在半小時內的負荷功率峰谷值、極差、5s最大功率爬坡對比。圖10可見，模式2和模式3大大減小了鋼廠半小時內的負荷極差和5s最大功率爬坡，模式2相較于模式1，負荷極差減小61％，5s最大功率爬坡減小60％；模式3相較于模式1，負荷極差減小79％，5s最大功率爬坡減小了67％。模式3加入可調節(jié)負荷后，相較于模式2負荷極差減小46％，5s最大功率爬坡減小17％。

綜上可見，本發(fā)明提出的基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法，能有效平抑和削減鋼廠沖擊負荷產生的負荷功率波動，削減幅度可達60％～70％。接入電解鋁等可調節(jié)負荷參與協助控制，能進一步平抑和削減鋼廠負荷功率波動。

本發(fā)明提出的一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法，在滿足鋼廠生產調度計劃表的情況下，能夠平抑和削減鋼廠功率波動，減少系統的備用容量及裝機容量的需求，改善電網運行狀況，提高火電機組運行的高效性和經濟性，提高能源利用率，同時避免了發(fā)電機組的頻繁啟停，減少機組的損耗，減少運行和維護等費用。

本發(fā)明實施例提供的一種基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理方法至少包括如下技術效果：

在本申請實施例中，獲取鋼廠內沖擊負荷的負荷特性；根據鋼廠內沖擊負荷的負荷特性，將沖擊負荷分為可中斷負荷、可調節(jié)負荷和剛性負荷三類；設定目標函數、定義優(yōu)化對象、設定約束條件，建立基于時序優(yōu)化的鋼廠負荷管理模型；通過算法求解模型，得到可中斷負荷的啟停時序和可調節(jié)負荷的功率時序。通過對可中斷負荷的啟停時序進行優(yōu)化，能有效平抑和削減接入電力系統的鋼廠負荷波動，減小電力系統的裝機容量需求，減小碳排放，提高電力系統運行的經濟效益；通過可調節(jié)負荷參與協助控制，能進一步平抑和削減鋼廠負荷功率波動。

最后所應說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。