大型钢铁企业能量流与制造流协同鲁棒优化方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61903293
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0304.系统工程理论与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Due to the large energy demand of iron and steel enterprises and its manufacturing flexibility, iron and steel enterprises have a significant energy saving potential. However, the coordination and cooperation between energy and production flow make the optimization of energy saving operation extremely complicated. Coordination optimization may face the challenges such as coupling of energy and production flow, high uncertainties in energy production- consumption- storage, and high computational complexity. In this proposal, to address the challenges mentioned above, we will research the coordination optimization method of energy and production flow. Firstly, from the view of cyber-physical system (CPS)’s point, we will analyze the coupling relationship between energy and production flow. And then we will proposed the coupling model. Secondly, considering the uncertainties of energy supply, energy demand, and production conditions, we will build robust optimization model for iron and steel enterprises with coordination in energy and production flow by constructing nonanticipative constraints and all- scenario- feasibility constraints. Thirdly, we will put forward the judgment conditions to verifying the balance between energy supply and demand by analyzing the model structure. Aiming at the multi-stage time coupling constraints in the robust model, we will study the decoupling method and design solution algorithm that satisfies nonanticipative constraints and all- scenario- feasibility constraints. This algorithm can avoid the computational complexity of iterative algorithms. The research results will be demonstrated based on the manufacturing and energy management system for iron and steel enterprises. The project will contribute to establishing theoretic foundations and development practical methods for energy management of cyber-physical systems.
钢铁企业能耗巨大且制造流程柔性强,具有巨大的节能优化潜力。但其能源系统与生产制造流程相互关联和影响,使得钢铁企业节能运行优化问题异常复杂。本项目旨在从钢铁企业能量流与制造流间的复杂耦合关联特性、供需高不确定性、优化求解计算复杂性等挑战出发,研究钢铁企业能量流与制造流协同优化问题。以信息物理融合系统相关理论与方法为基础,分析能量流与制造流的耦合机理,提出能量流与制造流的耦合机理模型;考虑能源供需及生产工况等不确定性,构造非预期性及全场景可行性条件,建立能量流与制造流协同的全场景可行非预期鲁棒优化模型;提出不确定供需平衡判定条件,研究时间耦合约束的解耦方法,提出全场景可行非预期鲁棒优化模型的高效求解算法。基于实际钢铁企业生产制造与能源管理系统,验证项目研究成果。研究成果为信息物理深度融合的能源系统节能优化运行做出理论和方法上的贡献,具有良好的前瞻性。

结项摘要

本研究旨在从钢铁企业能量流与制造流间的复杂耦合关联特性、供需高不确定性、优化求解计算复杂性等挑战出发,研究钢铁企业能量流与制造流协同优化问题。以信息物理融合系统相关理论与方法为基础,分析能量流与制造流的耦合机理,提出能量流与制造流的耦合机理模型;针对包含V2G的企业随机能源管理问题,构建了相应的两阶段鲁棒整数优化模型,并提出了一种模型转换求解方法。本项目共发表论文8篇,其中SCI4篇,硕士研究生2名;申请发明专利2项,完成了项目预期指标。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(2)
Robust Constraints-Based Supply-Demand Coordination With Storage Systems of Enterprise Microgrid
基于鲁棒约束的企业微电网存储系统供需协调
  • DOI:
    10.1109/tase.2022.3199776
  • 发表时间:
    2023-10
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Automation Science and Engineering
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Kun Liu;Feng Gao;Zhanbo Xu;Jiang Wu;Shihao Dai;Xiaohong Guan
  • 通讯作者:
    Xiaohong Guan
Coordination optimisation of energy and manufacturing flow for industry integrated energy system
工业综合能源系统能源与制造流程协调优化
  • DOI:
    10.1049/gtd2.12559
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    IET GENERATION TRANSMISSION & DISTRIBUTION
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Kun Liu;Feng Gao
  • 通讯作者:
    Feng Gao
Coordination optimization of hydrogen‐based multi‐energy system with multiple storages for industrial park
工业园区氢基多存储多能源系统协调优化
  • DOI:
    10.1049/gtd2.12726
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    IET Generation, Transmission & Distribution
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Kun Liu;Zhanbo Xu;Feng Gao;Jiang Wu;Xiaohong Guan
  • 通讯作者:
    Xiaohong Guan
Stochastic charging scheduling of a parking lot with wind power: a state-aggregation method based on Markov decision processes
风电停车场随机充电调度:基于马尔可夫决策过程的状态聚合方法
  • DOI:
    10.1049/gtd2.12210
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IET Generation Transmission & Distribution
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Fangzhu Ming;Feng Gao;Kun Liu;Yuzhou Zhou
  • 通讯作者:
    Yuzhou Zhou

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其他文献

青藏高原53种菊科植物种子中碳、氮、磷含量与种子大小和海拔的关系
  • DOI:
    10.7606/j.issn.1000-4025.2014.08.1635
  • 发表时间:
    2014-08
  • 期刊:
    西北植物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    葛文静;王学经;齐威;刘坤
  • 通讯作者:
    刘坤
苯乙烯-对叔丁基苯乙烯-间戊二烯三元共聚物制备及表征
  • DOI:
    10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.01.009
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    高分子通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨帅;龚林林;古卓玮;熊巧巧;夏金魁;刘坤
  • 通讯作者:
    刘坤
中间锦鸡儿CiPP2C8-like基因的克隆及表达分析
  • DOI:
    10.13417/j.gab.036.003848
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    基因组学与应用生物学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘雨;赵娜;刘坤;张秀娟;王瑞刚
  • 通讯作者:
    王瑞刚
间戊二烯-马来酸酐(酰亚胺)序列调控聚合
  • DOI:
    10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0257
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘坤;孙敏;张凤;谢锋历;尹政;伍小娟;傅建松;佘正银;夏金魁;李安
  • 通讯作者:
    李安
Gene Suppression of the Chloride Channel 2 Suppressed TGF-β1-Induced Proliferation, Collagen Synthesis, and Collagen Gel Contraction Mediated by Conjunctival Fibroblasts
氯离子通道 2 的基因抑制抑制 TGF-β1 诱导的增殖、胶原蛋白合成和结膜成纤维细胞介导的胶原蛋白凝胶收缩
  • DOI:
    10.1159/000507632
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    Ophthalmic Res
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙丽霞;崔仁哲;孟欢;刘熙文;刘鑫;卢焱;刘坤;贾亮;郑雅娟
  • 通讯作者:
    郑雅娟

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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