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龙图腾网获悉国网山西省电力有限公司电力科学研究院申请的专利考虑回转窑可调节性的水泥工业负荷生产优化调度方法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：CN121189731B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01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：202511347287.X，技术领域涉及：G06Q10/0631；该发明授权考虑回转窑可调节性的水泥工业负荷生产优化调度方法是由姚宏民;张敏;樊瑞;常潇;高乐;张世锋;王腾鑫设计研发完成，并于2025-09-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑回转窑可调节性的水泥工业负荷生产优化调度方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种考虑回转窑可调节性的水泥工业负荷生产优化调度方法，属于水泥工业负荷生产优化调度技术领域；为解决现有水泥工业负荷中普遍把回转窑视为恒定负荷、忽视其可调节潜力的缺陷，采用的技术方案为：采用机理和数据结合的方式对回转窑进行建模，验证其可调节性，以能量守恒和质量守恒为基础，构建回转窑温度与前后生产环节物料耦合关系的机理模型；然后利用回转窑的历史运行数据对模型参数进行辨识，兼顾机理可解释性与数据准确性；最后以状态任务网为框架，将水泥全生产流程概括为多个连续环节，各环节分别对应节点，通过物料平衡、启停与存储等约束实现水泥工业负荷生产优化调度；本发明应用于水泥生产控制。

本发明授权考虑回转窑可调节性的水泥工业负荷生产优化调度方法在权利要求书中公布了：1.考虑回转窑可调节性的水泥工业负荷生产优化调度方法，其特征在于：包括如下的生产优化调度步骤： 步骤1：采用机理和数据结合的方式对回转窑进行建模： 以烧成带温度、喷煤量、生料量、熟料量为耦合变量，在设定温度的约束下建立质量-能量守恒机理方程，具体方法为： 建立的质量守恒机理方程为： ； 式中，MH为回转窑内物料的质量；M1为流入回转窑内生料的单位流量；M2为回转窑窑头喷煤管流入窑内煤粉的单位流量；M3为从窑头流入到篦冷机的高温熟料的单位流量；MS为从回转窑内发生一系列化学反应损失的单位流量； 建立能量守恒机理方程的方法为： 基于热量的计算公式： ； 式中，Q表示热量；C代表比热容；m代表质量；T代表温度； 基于能量守恒方程： ； 式中，QH为回转窑内物料具有的单位热量；Q1为喷入的煤粉具有的单位热量；Q2为投入回转窑的生料具有的单位热量；Q3为篦冷机流入回转窑内的二次风具有的单位热量；Q4为回转窑内的煤粉燃烧释放出的热量；Q5为单位时间内生成的2CaO·SiO2释放的热量；Q6为单位时间内烧成带生成硅酸三钙3CaO·SiO2吸收的热量；Q为单位时间内分解带CaCO吸收分解消耗的热量；Q为窑尾烟室流入到分解炉内的高温气体的单位热量；Q为从窑头离开流入到篦冷机的高温熟料具有的热量； 又由于： 将上述公式合并，进行化简和整理后得到： 式中，s是拉氏算子，参数A、B、C、D和a是将众多影响回转窑热-物料耦合关系的变量通过机理推导后的综合系数； 然后以能量守恒和质量守恒为基础，构建回转窑温度与前后生产环节物料耦合关系的机理模型； 步骤2：基于回转窑的历史运行数据，采用粒子群算法对机理模型中的综合系数进行参数辨识，得到回转窑的可调节模型，具体方法为： 通过将机理模型公式进行反拉斯变换，把原微分方程改写为显式代数关系，从而在优化调度中使用，进行变换的计算公式为： 式中，A、B、C、a为待辨识的未知系数；Ess为补偿误差项，用于补偿模型简化带来的偏差； 定义回转窑的历史运行数据监测的时间间隔为△t=1h，将上式进行向后差分离散化，整理得到可以直接进行参数辨识的差分方程为： ； 步骤3：构建水泥工业负荷状态任务网模型，将水泥全生产流程概括为多个连续环节，并分析各生产环节主要设备特征及其前后环节之前间的物料耦合关系； 步骤4：在水泥工业负荷状态任务网模型框架下，基于水泥工业负荷生产各环节的物料平衡约束，生产环节约束，运行时间约束，设备启停约束，存储约束，产量约束，回转窑模型约束，将所得回转窑可调节模型嵌入，使回转窑温度波动与前后环节物料和用电功率耦合，以最小化用电成本为目标函数，构建水泥工业负荷生产优化调度方法的完整约束集，其中： 为构建完整约束集采用的物料平衡约束具体为： 水泥生产中的物料在t时刻的可用数量由该物料在t时刻的生成数量、t时刻的消耗数量和t-1时刻的可用数量计算得到，计算公式为： ； 式中，Mj,t是第j环节在t时刻所对应物料的存储数量，Pj,t是第j环节在t时刻所对应设备的用电量；λj表示第j环节的工况系数，能够表征用电量和物料量之间的数学关系； 为构建完整约束集采用的生产环节约束具体为： 水泥生产的下一个环节的工作情况将会受到Pj,t和Mj,t影响，即Pj+1,t需要满足如下约束： ； 上式为Pj+1,t环节对应设备是否工作的约束情况： 当t时段第j个环节的产量不小于t时段第j+1个环节的产量，或者虽然前者小于后者，但是在上一时段的存储量足够本时段进行生产，则可以运行Pj+1,t对应设备；反之则Pj+1,t对应设备在本时段停止工作； 为构建完整约束集采用的回转窑模型约束具体为： 依据获得的回转窑可调模型，生料、煤料、熟料的单位消耗量M1、M2、M3依次对应物料平衡中的M2,t、M4,t和M5,t，同时将物料替换成对应设备用电关系，表达式为： ； 上式体现了回转窑自身的负荷可调范围，将水泥全生产流程在负荷优化调度中整体耦合起来，验证了回转窑的可调节性。

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