关键词：钢铁制造流程;能量流网络;有向网;Petri网;建模
摘 要：随着节能工作的开展，中国钢铁工业在传统的技术体系下节能难度越来越大，节能空间越来越小，在高质量发展叠加能耗双控向碳排放双控约束的新时期，钢铁工业进入能源高效转化、能量流智能调控和集成匹配优化的新阶段。能量流网络化运行与智能化调控是进一步挖掘节能潜力的重要手段。能量流网络建模是能源系统智能调控和集成匹配优化的基础。Petri网作为描述网系统的形式化模型，是描述有向网系统单元之间关系及其资源变化的建模工具。为描述“混杂系统”,将库所和变迁区分为连续的和离散的2种类型，以表征连续变量和离散事件，构成混杂Petri网。基于冶金流程工程学，分析钢铁制造流程及其能量流网络系统的本构性特征，从系统的角度解析钢铁制造流程能量流网络作为“有向网”所具有的系统结构及其动态运行特征。通过形式化抽象，基于混杂Petri网建模方法，构建了钢铁制造流程能量流网络模型。该模型可对能量流网系统内要素之间的关系进行定性和定量描述，从而形象、逼真地反映系统结构和动态行为特性。以典型钢厂为例建立了能源转换环节的Petri网模型，并基于一个样本日的生产实绩，以1 h时间步长用Matlab软件进行了仿真。仿真结果表明，模型与实际系统符合性较好。该方法可为钢铁制造流程能量流网络系统能源利用状况评测和能源调度动态优化提供技术支撑。
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