【正文】 管理；系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)對各種能源介質(zhì)的主要標(biāo)志性數(shù)據(jù)提供靈活的查詢和分析手段，為對鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)挖掘和建模，為企業(yè)各級領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行能源系統(tǒng)宏觀管理提供決策支持，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對鋼鐵企業(yè)來說，高能耗往往意味著高污染。 （ 4） 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的需要。這些數(shù)據(jù)是企業(yè)的寶貴財(cái)富，通過對它的分析和發(fā)掘，可以發(fā)現(xiàn)重要的企業(yè)能源運(yùn)行規(guī)律。 （ 3） 數(shù)據(jù)資源有效利用的需要。對大型鋼鐵企業(yè)來說，它 的能源中心已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)自動化和監(jiān)控層面的信息化。加強(qiáng)能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，提高能源的利用率，可以有效的降低成本，提高企業(yè)在世界鋼鐵市場中的競爭力。大型鋼鐵企業(yè)不僅面對國內(nèi)企業(yè)的競爭，隨著我國即將進(jìn)入 WTO，還將面對國外大型鋼鐵企業(yè)的強(qiáng)大競爭壓力。為使能源中心 技術(shù)室人員也能夠有效地利用 EMS 系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行能耗分析，為優(yōu)化能源利用和管理服務(wù)，必須按能源管理的需求，系統(tǒng)規(guī)劃、開發(fā)新的系統(tǒng)，以滿足對能源運(yùn)行狀況 分析的需要，并進(jìn)一步為實(shí)時(shí)優(yōu)化能源運(yùn)行服務(wù)，而這個新的系統(tǒng)，就是能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)。寶鋼中小型能源設(shè)備的操作仍為人工現(xiàn)場操作、對操作信息的記錄和管理為紙面形式，難以進(jìn)行設(shè)備操作情況的查詢和統(tǒng)計(jì)，缺乏對各種設(shè)備操作進(jìn)行科學(xué)管理的 有效手段。 （ 4） 對信息的覆蓋面方面。要了解這些數(shù)據(jù)的定義和文件的定義方式需要大量的時(shí)間，要利用這些數(shù)據(jù)做分析，更需要大量的編程工作。 （ 3） 歷史能介數(shù)據(jù)利用方面。 （ 2） 近期能介數(shù)據(jù)利用方面。 EMS 系統(tǒng)完成的報(bào)表功能為固定格式的日報(bào)、月報(bào)、準(zhǔn)點(diǎn)報(bào)等。然而， EMS 系統(tǒng)作為一個特大型在線監(jiān)控系統(tǒng)，對能源系統(tǒng)管理決策的支持能力有一定的局限性。 寶鋼能源中心的管理現(xiàn) 狀與存在問題 寶鋼能源中心的 實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理信息系統(tǒng)（ EMS 系統(tǒng)） 采用分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對鋼鐵企業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需的一次能源和二次能源及余熱利用等實(shí)現(xiàn)了分散控制和集中管理，為使煤氣、電力、蒸汽等諸多能源介質(zhì)實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)換、互為補(bǔ)充，節(jié)能運(yùn)行，建立了系統(tǒng)硬件、軟件的有效基礎(chǔ)。 圖 能源中心在總廠中的地位和作用 EMS 系統(tǒng)的歷年運(yùn)行，為寶鋼積累了豐富的能源運(yùn)行數(shù)據(jù)，但 EMS 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和管理模式為典型的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)形式，還缺乏有效利用這些數(shù)據(jù)資源對能源系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行深入分析的功能。目前，寶鋼能源中心采用實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理信息系統(tǒng)（ EMS 系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)對寶鋼全廠的各種主要大型能源設(shè)施，如變電站、水泵站、煤氣加壓站、煤氣混合站、蒸汽管網(wǎng)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控、在線生產(chǎn)調(diào)整； EMS 采集分布在 21 平 方公里的廣大地域內(nèi)的主要過程信息量多達(dá) 11525 點(diǎn)。能源管理范圍是從能源的發(fā)生處（或接受處）到各級能源使用工廠的入口處。能源中心集計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程、網(wǎng)絡(luò)通訊及管理科學(xué)于一體，采用現(xiàn)代化方法，對二次能源的發(fā)生設(shè)備和能 源使用進(jìn)行集中統(tǒng)一的系統(tǒng)管理。擔(dān)負(fù)這一任務(wù)的能源中心，在寶鋼生產(chǎn)中具有特殊意義，它雖然不直接承擔(dān)生產(chǎn)加工，但卻是全廠生產(chǎn)的心臟和動脈。寶鋼的用能特點(diǎn)可以概括為： 1. 品種多，有電力、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、中低壓蒸汽、重油、氧、氮、氬、原水、工業(yè)水、過濾水、純水、軟水、飲用水、循環(huán)水、排水共 17 種； 2. 用量大，年耗標(biāo)準(zhǔn)煤幾百萬噸； 3. 同步生產(chǎn)使用二次能源，要求二次能源供應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定； 4. 能源之間轉(zhuǎn)換性強(qiáng)，如果轉(zhuǎn)爐煤氣不足，則采用合成轉(zhuǎn)爐煤氣，保證轉(zhuǎn)爐煤氣供應(yīng)的穩(wěn)定性， 還有高爐煤氣代煤，焦?fàn)t煤氣代油等； 5. 嚴(yán)禁發(fā)生事故，一旦發(fā)生故障，也要能及時(shí)排除，防止擴(kuò)大，使對全局的影響減到最小程度； 6. 能源涉及到方方面面，供應(yīng)必須滿足生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的要求，系統(tǒng)性強(qiáng)。它們的安全運(yùn)行、穩(wěn)定供應(yīng)是全廠 生產(chǎn)的保證。能源介質(zhì)管網(wǎng)遍布全廠，線路長達(dá)數(shù)百公里，供應(yīng)生產(chǎn)的能源介質(zhì)晝夜不息、變化頻繁，形成了能源介質(zhì)系統(tǒng)性強(qiáng)、產(chǎn)供用同時(shí)完成、等量平衡困難、運(yùn)行動態(tài)變化復(fù)雜、信息量大等特征，而且能源產(chǎn)供用具有連續(xù)型流程業(yè)的特點(diǎn)。 寶鋼能源中心簡介 寶鋼是一個特大型鋼鐵企業(yè)，能源是寶鋼生產(chǎn)的心臟和動脈。 鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代化能源中心的建設(shè)問題 自從能源管理中心（簡稱能源中心）在日本鋼鐵企業(yè)出現(xiàn)以來，由于其良好的經(jīng)濟(jì)效益，使得各國越來越多的鋼鐵企業(yè)相繼建設(shè)這樣的中心，我國的寶鋼，早在 20 世紀(jì) 70 年代，就開始從日本引進(jìn)能源中心技術(shù)。只有 掌握科學(xué)、有效的能耗分析手段，對企業(yè)能耗指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)的全面的定量分解剖析，才能明確企業(yè)節(jié)能降耗的方向，為制定能耗控制措施和指導(dǎo)生產(chǎn)工藝節(jié)能奠定基礎(chǔ)。它可以通過高速數(shù)據(jù)網(wǎng)在線采集能源數(shù)據(jù)，利用電子計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理企業(yè)的能源購入、轉(zhuǎn)換、分配和使用諸環(huán)節(jié)，監(jiān)視能源設(shè)備的安全運(yùn)行，實(shí)時(shí)進(jìn)行能源介質(zhì)的工序調(diào)度平衡工作，綜合實(shí)現(xiàn)企業(yè)的能源需求預(yù)測、優(yōu)化分配、合理利用、計(jì)劃平衡、自動控制和決策分析，從而能夠行之有效地為鋼鐵企業(yè)的節(jié)能降耗工作服務(wù)。因此，解決高能耗問題，已成為鋼鐵企業(yè)在“十五”期間的重要戰(zhàn)略任務(wù)之一。目錄 第一章 緒論 ...................................... 4 引言 .......................................... 4 鋼鐵企業(yè)現(xiàn)代化能源中心的建設(shè)問題 ................. 5 寶鋼能源中心簡介 ..................................... 5 寶鋼能源中心的地位和功能 .............................. 6 寶鋼能源中心的管理現(xiàn)狀與存在問題 ...................... 8 建立能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的必要性 .................... 9 能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo) ..................... 10 鋼鐵企業(yè)能耗分析概述 ........................... 10 鋼鐵企業(yè)能耗分析的必要性 ............................. 10 鋼鐵企業(yè)能耗分析的主要指標(biāo) ........................... 11 現(xiàn)有的鋼鐵企業(yè)能耗分析方法 ........................... 11 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在鋼鐵企業(yè)能耗分析中的應(yīng)用 ................ 11 本文的主要內(nèi)容與編排 ........................... 12 第二章 鋼鐵企業(yè)能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí) 現(xiàn) ... 14 需求分析 ..................................... 14 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 .................................. 14 總體設(shè)計(jì) ..................................... 15 系統(tǒng)組成 ........................................... 15 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ....................................... 16 詳細(xì)設(shè)計(jì) ..................................... 18 任務(wù)單與管網(wǎng)子系統(tǒng)的功能與軟件結(jié)構(gòu) ................... 18 報(bào)表子系統(tǒng)的功能與軟件結(jié)構(gòu) ........................... 20 OLAP 子系統(tǒng)的功能與軟件結(jié)構(gòu) .......................... 22 系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn) .................................. 22 第三章 建立鋼鐵企業(yè)能源運(yùn)行管理與分析系統(tǒng)的關(guān)鍵 技術(shù) . 24 數(shù)據(jù)庫技術(shù) .................................... 24 SQL Server 的特點(diǎn) ................................ 24 SQL Server 數(shù)據(jù)完整性 ................................ 25 SQL Server 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù) ............................ 26 SQL Server 的性能優(yōu)化方法 ............................ 26 SQL Server 數(shù)據(jù)庫訪問接口 ............................ 27 網(wǎng)絡(luò)通訊解決方案 .............................. 31 客戶機(jī) /服務(wù)器體系結(jié)構(gòu) .......................... 32 OLAP 技術(shù) ..................................... 33 OLAP 系統(tǒng)的特點(diǎn)： ................................... 33 OLAP 的多維數(shù)據(jù)概念 .................................. 34 OLAP 的多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) .................................. 35 多維數(shù)據(jù)庫 ......................................... 37 OLAP 的多維數(shù)據(jù)分析 .................................. 38 第四章 鋼鐵企業(yè)能耗指標(biāo)及能耗分析方法概述 .......... 39 鋼鐵企業(yè)能耗分析的主要指標(biāo) ..................... 39 能耗指標(biāo)的含義 ...................................... 39 噸鋼綜合能耗與噸鋼可比能耗的區(qū)別 ..................... 40 能耗分析方法 .................................. 40 工藝結(jié)構(gòu)分析法 ...................................... 41 層次分析法 ......................................... 41 對比分析法 ......................................... 42 ep分析法 .......................................... 42 第五章 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其在噸鋼綜合能耗分析中的應(yīng) 用 ... 45 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論 .............................. 45 一種改進(jìn)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ......................... 46 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在寶鋼能耗分析中的應(yīng)用 .............. 49 寶鋼能源消耗結(jié)構(gòu) .................................... 49 寶鋼噸鋼綜合能耗影響因素的遞階層次結(jié)構(gòu) ................ 50 寶鋼能耗數(shù)據(jù) ....................................... 51 噸鋼綜合能耗建模 .................................... 53 噸鋼綜合能耗的構(gòu)序分析 .............................. 55 噸鋼綜合能耗的預(yù)測分析 .............................. 56 第六章 總結(jié)與展望 ................................ 57 第一章 緒論 引言 鋼鐵企業(yè)是資源密集型產(chǎn)業(yè)，多年來鋼鐵企業(yè)的能源消耗約占全國能源消耗總量的 10%，列第三位。高能耗不僅會導(dǎo)致高成本，同時(shí)也會造成資源的浪費(fèi)和對環(huán)境的污染，甚至嚴(yán)重影響鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 要解決鋼鐵企業(yè)的高能耗問題，目前迫切需要解決的兩個問題是： ? 建立現(xiàn)代化的能源中心 所謂現(xiàn)代化的能源中心，是集能源管理與能源系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、軟件工程與人工智能等于一體的現(xiàn)代化能源管理 手段，也是一種利用先進(jìn)的電子、信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有力工具。 ? 掌握科學(xué)、有效的能耗分析手段 在鋼鐵生產(chǎn)流程中，影響企業(yè)能耗的因素很多，而且各因素之間的相互作用非常復(fù)雜，因此很難對各種因素對企業(yè)能耗的影響程度進(jìn)行合理估計(jì)。 下面的兩節(jié)中，我們將就上述兩個問題分別進(jìn)行分析，從而引出本文的論述范圍和研究目的。本節(jié)將以寶鋼為例，討論我國大型鋼鐵企業(yè) 能源中心的管理現(xiàn)狀、存在問題以及解決方案。寶鋼生產(chǎn)所需的能源介質(zhì)有電力、水、重油、各種煤氣、蒸汽、氧、氮、氬等 17 種，能源介質(zhì)的流程見圖 所示。能源的流通構(gòu)成了寶鋼生產(chǎn)的動脈。 電力熱損失焦炭 焦炭C O GB F GC O G煤電力 , 蒸汽電力 , 蒸汽C O G鐵　水爐內(nèi)反應(yīng)熱預(yù)熱缺水B F G蒸汽 , 氬氣 , 氮?dú)怆娏?, 氧氣電力重油鋼塊合成轉(zhuǎn)爐煤氣B F GC O G重油電力B F G