电熔镁炉是生产高级耐火材料的冶金设备,具有高能耗和高物耗特点。企业通常采取多台电熔镁炉并行、批次化冶炼的生产方式。冶炼过程中工况动态变化,单炉的电能需量波动剧烈。群炉总的电能需量受到供电部门契约值的限制。目前企业仍采用单台电炉控制策略,没有考虑群炉最大需量约束和群炉运行之间的差异性,凭借操作员工的经验直接对电熔镁炉分闸断电,不仅容易损坏冶炼设备,而且降低了电能效率。针对这一问题,本文设计并开发了电熔镁炉能效调度软件。该软件不仅具备基础的能源管理功能,而且实现了能效调度功能,即在满足最大需量约束的前提下,从时空两个角度对电熔镁炉用电负荷进行调度,以提升群炉总体电能效率。该软件不仅减少了熔炼过程中分闸断电的次数,还降低了群炉用电负荷尖峰。研究工作主要包括以下几个方面:第一,对电熔镁炉能效调度软件需求进行了分析。对电熔镁炉能耗状况与节能潜力进行了分析,针对其工况变化与电能需量波动的特点,提出包括生产计划、运行监视、异常报警、统计分析等基础能源管理功能以及能效调度功能。能效调度功能是将有限电能资源在群炉之间以及不同滑差时间上进行调度,以实现最大需量约束下群炉总体电能效率最大化。第二,对电熔镁炉能效调度方法展开了研究。给出了电熔镁炉能效调度的总体策略框架,即滚动预测电熔镁炉工况与电能需量的动态变化,根据需量预测结果判断是否调度群炉电能需量。滚动预测与调度策略提高了预测与调度的可靠性。为提高群炉电能调度的实时性,设计了基于规则推理与动态调整策略的能效调度决策方法,结合领域知识与专家经验给出较优的电能调度决策结果,并通过在线动态调整电流设定值的方法,保证调度结果得到实施。实验结果显示该方法可靠性较高。第三,设计了基于置信规则推理的工况预测方法以及基于LSTM的电能需量预测方法,并且在电熔镁炉能效调度软件中进行了实现。通过分析熔炼工况数据,提取相关特征属性,建立工况预测置信规则库。用实际生产数据测试显示预测的工况准确率达到85%以上。电能需量受工况与电极升降变化的影响,波动性强,因此采用LSTM模型预测电能需量。通过调整神经元个数等参数进行比较选择最优参数,得到MAE测试误差结果为1638.47k W,RMSE测试误差结果为2225.64k W,MAPE测试误差结果为3.032%。第四,对电熔镁炉能效调度软件进行了设计与实现。软件采用模块化的设计和B/S架构。功能模块划分为用户管理、能源管理和能效调度。其中能效调度模块实现了工况预测、电能需量预测、群炉电能调度以及单炉电流设定值动态调整几个部分。软件采用C#编程开发语言,.NET开发框架,实现能效调度软件的后端。软件采用SVG、HTML、CSS、JQuery、Highcharts等技术完成前端开发。经过测试验证,软件表现了良好的交互效果。