山东大学张婷婷获国家专利权
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龙图腾网获悉山东大学申请的专利计及多生产线序贯耦合的化工园区运行优化方法及系统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:CN120996295B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17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:202511516170.X,技术领域涉及:G06Q10/04;该发明授权计及多生产线序贯耦合的化工园区运行优化方法及系统是由张婷婷;张文;高峰;陈健设计研发完成,并于2025-10-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本计及多生产线序贯耦合的化工园区运行优化方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于运行优化控制技术领域,提供了一种计及多生产线序贯耦合的化工园区运行优化方法及系统,获取风光氢氨醇一体化综合能源化工园区不同装备的设备参数、综合能源化工园区负荷需求、多元储能装备的初始储能状态及出力功率预测信息;构建电解槽、合成氨装备和甲醇合成装备的模型,对风、光分布式电源以及多元储能装备进行建模;计及多化工生产线间的物料流序贯耦合关系,构建面向风光氢氨醇一体化综合能源化工园区的优化运行模型,以综合运行成本最低为目标函数;求解优化运行模型,得到调度方案。本发明能够实现综合能源化工园区最优日前调度。
本发明授权计及多生产线序贯耦合的化工园区运行优化方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种计及多生产线序贯耦合的化工园区运行优化方法,其特征是,包括以下步骤: 获取风光氢氨醇一体化综合能源化工园区不同装备的设备参数; 获取综合能源化工园区负荷需求,包括电力负荷、热力负荷以及氨气与甲醇需求量;获取包含电储能、热储能和氢储能的多元储能装备的初始储能状态;获取调度总周期内综合能源化工园区中光伏与风电机组的出力功率预测信息; 分析不同绿电化工生产线的生产工艺,确定与生产工艺相对应的约束条件,结合获取的设备参数以及预测信息,构建电解槽、合成氨装备和甲醇合成装备的模型,对风、光分布式电源以及多元储能装备进行建模; 基于所建模的不同装备的模型,计及多化工生产线间的物料流序贯耦合关系,构建面向风光氢氨醇一体化综合能源化工园区的优化运行模型,所述优化运行模型以综合运行成本最低为目标函数; 基于所建模的综合能源化工园区的优化运行模型,在与生产工艺相对应的约束条件,以及符合综合能源化工园区调度约束条件的约束下,求解所述优化运行模型,得到调度方案; 构建电解槽、合成氨装备和甲醇合成装备的模型的过程包括:根据电解水制氢气的化学反应方程,设置电解槽运行约束,包括电解槽耗电-产气量约束、电解槽耗水量约束、电解槽输入电功率约束与电解槽输入功率爬坡约束的约束条件,实现电解槽模型的搭建; 对绿电合成氨装备进行建模,根据合成氨的化学反应方程,设置合成氨装备运行约束,包括空气分离装置功率约束、甲醇合成装备物质平衡约束、合成氨反应器功率约束、合成氨装备输入功率爬坡约束、合成氨装备输入功率约束与合成氨装备发热功率约束的约束条件; 根据合成氨的化学反应方程,设置甲醇合成装备运行约束,包括甲醇合成装备耗气量约束、甲醇合成装备物质平衡约束、甲醇合成装备发热功率约束、甲醇合成装备的输入功率约束与甲醇合成装备输入功率爬坡约束的约束条件,完成甲醇合成装备模型的搭建; 电解槽模型表示为: ; 其中,为t时刻电解槽产氢的摩尔流量;为t时刻电解槽所消耗的电功率,为氢气低位热能;为t时段电解槽产氢的用水量;为电解槽输入功率上下爬坡速率上限,Δt为调度时间间隔,ηEL为电解槽产氢效率,α0为电解槽耗水效率、和为电解槽功率上下限,T为调度总时长; 合成氨装备模型表示为: ; 其中,为t时刻空气分离装置所消耗的电功率;、、和分别为t时刻合成氨装备消耗的空气、氮气、氢气与生成的氨气的摩尔流量;是t时刻合成氨反应器所消耗的总电功率;为t时刻合成氨装备放热功率;为t时刻氨气产量,Mair为空气的摩尔质量,R为气体常数,TAS为空气分离装置进气温度,为空气分离装置压缩机的进气气压,为空气分离装置压缩机的出口气压,为空气分离装置压缩机的机械效率,为合成氨反应器的固定电功率,l为生产单位摩尔流量氨气消耗的电功率,和为合成氨装备的电功率上下限,为合成氨装备放热率,为生产单位质量氨气的放热量; 甲醇合成装备模型表示为: ; 其中,为t时刻甲醇合成装备所消耗的电功率;、和分别为t时刻甲醇合成装备所消耗的二氧化碳与氢气以及合成甲醇的摩尔流量;为t时刻甲醇合成装备放热功率,为甲醇合成效率,为合成单位质量甲醇所释放的反应热,和为甲醇合成装备的电功率上下限。
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