自适应工业控制能源管理调度系统的制作方法

本发明涉及能源优化调度，尤其涉及自适应工业控制能源管理调度系统。

背景技术：

1、能源优化调度技术领域专注于通过算法和系统控制方法，实现能源使用的最大化效率。此技术领域结合了实时数据分析和自适应控制策略，旨在减少能源浪费，优化能源分配，降低运营成本并提高能源利用效率。在工业环境中，包括电力、热能和水资源的管理与调度。技术实现通常涉及集成传感器网络、实时监测系统及智能决策支持系统，这些系统能够基于当前的能源需求和供应情况动态调整能源流。

2、其中，自适应工业控制能源管理调度系统是一种工业解决方案，旨在通过自适应技术和算法优化工业生产和运营中的能源使用。该系统的目的是通过动态调整和管理能源分配，提高能源使用效率，减少浪费，降低能源成本，并支持可持续发展目标。系统通过实时监控能源消耗模式，预测未来的能源需求，并相应地调整能源分配策略，以确保能源供应与需求之间的最优匹配。系统特别适用于能源需求变化大和能源成本高的工业环境，如制造业、数据中心和大型商业设施。

3、传统工业控制能源管理调度系统缺乏足够的灵活性和适应性，难以准确预测能源需求，对能源市场价格变动和环境政策的响应较为迟缓。导致能源分配不够精确，存在过度供应或供应不足的情况，增加了能源成本和浪费，同时也未能充分考虑环境保护的要求。例如，未能精确匹配实际需求的能源供应策略可能导致生产中断或过度消耗能源，进而影响企业的经济效益和环境责任。缺乏有效的多目标优化策略，使得传统系统在成本控制、能效提升和减少环境影响之间难以取得平衡，限制了能源管理的综合性能和效果。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的自适应工业控制能源管理调度系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：自适应工业控制能源管理调度系统，所述系统包括：

3、能源需求预测模块基于工业生产的历史能源消耗数据，对未来工作班次和生产周期的能源需求进行预测，得到能源需求预测结果；

4、能源供应策略模块基于所述能源需求预测结果，优化多类能源的供应策略，得到供应策略优化方案；

5、动态权重调整模块基于工业生产的实时能源使用数据，结合工业生产过程中能源需求波动、外部能源市场价格的不确定性和环境影响，采用线性回归模型，自动调整多类能源在生产过程中的使用权重，得到动态调整的权重系数；

6、多时段分配模块基于所述动态调整的权重系数和供应策略优化方案，调整差异化能源类型在多种时间段的分配，得到优化能源分配策略；

7、多目标优化策略模块基于所述优化能源分配策略，结合成本控制、能效提升和环境因素，采用帕累托前沿分析方法，捕捉目标间的平衡点，得到多目标优化结果；

8、实时调整反馈模块基于所述多目标优化结果，动态调整工业生产过程中的能源分配策略，得到实时优化调整反馈。

9、本发明改进有，所述能源需求预测结果包括预测的总能源需求量、多类能源类型的需求比例、需求峰值时间段，所述供应策略优化方案包括多类能源来源的供应量、供应成本和供应时间表，所述动态调整的权重系数包括能源成本权重、环境影响权重、供应稳定性权重，所述优化能源分配策略包括差异化能源类型在多种时间段的分配比例、优先级排序、预期的成本节约和环境效益改善信息，所述多目标优化结果包括成本优化方案、能源效率优化方案、环境影响优化方案和权衡解决方案，所述实时优化调整反馈包括调整后的能源分配方案、预期与实际能源使用的偏差分析信息。

10、本发明改进有，所述能源供应策略模块包括：

11、供应量分析子模块基于所述能源需求预测结果，对多种能源来源的供应能力进行分析，包括评估差异化能源来源的供应量，结合多类能源的季节性变化和供应稳定性，识别能够满足预测需求的能源来源，并为每种能源制定匹配供应量计划，生成能源供应分析结果；

12、成本效益评估子模块基于所述能源供应分析结果，计算每种能源来源的供应成本和效益，结合包括能源价格、运输成本、环境税费的多种经济和环境因素，通过对比分析能源供应方案的成本效益，优化能源成本，生成能源供应效益评估结果；

13、策略确定子模块基于所述能源供应效益评估结果，对差异化能源来源的供应策略进行规划和优化，匹配预测能源需求，优化成本效益和供应稳定性，对供应量、供应成本和环境影响进行分析，制定能源供应策略，得到供应策略优化方案。

14、本发明改进有，所述动态权重调整模块包括：

15、权重因素分析子模块基于工业生产的实时能源使用数据，分析能源需求波动、外部能源市场价格的不确定性和环境影响因素，识别影响多类能源使用权重的关键因素，得到能源权重因素分析结果；

16、能源权重调整子模块基于所述能源权重因素分析结果，设置权重调整的规则和参数，包括能源价格敏感度和环境影响权重，生成权重调整策略；

17、权重更新子模块基于所述权重调整策略，采用线性回归模型，结合实时能源消耗数据、能源成本变动和可再生能源的可用性，更新多类能源在工业生产中的使用权重，得到动态调整的权重系数。

18、本发明改进有，所述线性回归模型，按照公式：

19、；

20、计算能源使用权重值，得到动态调整的权重系数，其中，为新的权重值，为旧的权重值，为能源成本变动，为能源可用性变动，为可再生能源比例，为季节性因素，为时间敏感性，和为调整系数。

21、本发明改进有，所述多时段分配模块包括：

22、约束条件建立子模块基于所述动态调整的权重系数和供应策略优化方案，定义非线性规划问题的约束条件，约束条件包括能源供需平衡和分配方案的可行性，生成约束条件集；

23、规划求解子模块基于所述约束条件集，结合成本和环境影响的目标，求解多种能源类型在差异化时间段的分配的非线性规划问题，生成基础能源分配方案；

24、优化方案生成子模块基于所述基础能源分配方案，进行方案的细化和优化调整，调整方案满足工业生产需求，得到优化能源分配策略。

25、本发明改进有，所述多目标优化策略模块包括：

26、优化目标定义子模块基于所述优化能源分配策略，分析并定义多目标优化的目标，目标包括成本最低化、能效最大化和环境影响最小化，对工业生产过程中的能源使用进行规划，生成多目标优化目标集；

27、帕累托前沿分析子模块基于所述多目标优化目标集，应用帕累托前沿分析方法，分析多种优化目标之间的平衡点，分析目标之间的权衡和相互影响，捕捉多目标平衡解，得到帕累托前沿平衡解集；

28、优化解选择子模块基于所述帕累托前沿平衡解集，评估差异化解决方案的可行性和效益，结合工业生产的实际需求和约束条件，选择匹配实际应用的优化解，得到多目标优化结果。

29、本发明改进有，所述帕累托前沿分析方法，按照公式：

30、；

31、计算成本最低化、能效最大化和环境影响最小化目标值，其中，分别为多种能源类型的使用量，分别为成本、能效和环境影响的权重系数，分别为成本、能效和环境影响的基准值，函数计算考虑成本权重和基准的成本优化目标值，函数计算考虑能效权重和基准的能效优化目标值，函数计算考虑环境影响权重和基准的环境优化目标值。

32、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

33、本发明中，通过利用历史能源消耗数据精确预测未来需求，提高了能源分配的前瞻性和准确性，通过优化供应策略，确保了能源供应的稳定性和经济性，采用线性回归模型，自动调整能源使用权重，增强了工业生产对能源市场价格波动和环境变化的适应能力，采用帕累托前沿分析方法，平衡成本、能效和环境影响目标，实现了能源管理的多目标优化，能够根据实时数据快速响应，优化能源分配，提高了能源利用效率，减少能源浪费，降低运营成本，同时支持可持续发展目标，为工业生产提供了一个更为灵活、经济且环保的能源管理解决方案。