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惠言達寄語：

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造紙企業主要用能為電和蒸汽，除采用工藝改造節能外，實現合理用電用汽成為節能的主要措施。大部分的造紙企業能耗較高的一個重要原因是在能量利用的過程中缺乏有效的監測、分析和優化。因此，許多造紙企業試圖探索運用信息化手段解決造紙工業當前節能降耗的問題[1]。大部分大型造紙企業都自備熱電廠，熱電廠是造紙企業的能源轉換單元，它為造紙企業提供生產用能（包括電和蒸汽）。電能和熱能聯合生產稱為熱電聯產，造紙企業熱電廠都以熱電聯產的方式運行。造紙企業熱電廠汽輪機是在保證抽汽量的前提下再調整發電量，而且造紙廠存在用汽波動大、用汽不確定等因素，其運行方式與熱電廠有差別。例如：化學制漿間歇蒸煮，在蒸煮升溫階段，蒸汽消耗量很大，而在保溫、噴放和裝料階段，蒸汽用量較少；當紙機生產正常時，蒸汽使用量比較穩定，但是當紙機斷紙時，蒸汽用量幾乎為零；有些用汽波動是可以預測的，如制漿蒸煮用汽；有些是不可以預測的，如紙機斷紙后需要停止用汽。雖然大型電廠和部分熱電廠配備負荷分配優化調度系統[2～9]，但是，還沒有相關文獻對根據造紙企業用汽特點建立負荷分配優化調度系統的研究進行過報道。目前操作人員主要根據經驗實現協調控制，具有很大的局限性。因此，必須結合企業用汽特點，進一步研究汽輪機運行過程中的熱經濟性并在不同機組間合理的分配負荷，建立負荷分配優化調度系統，實現節能降耗。本文以某造紙企業熱電廠為背景，以該企業已建成的全廠能量系統信息平臺為基礎[1]，利用平臺提供的強大的數據集成功能，采集企業的實時生產和管理信息，根據造紙企業熱電廠實際情況，設計開發了一套汽輪機組負荷分配優化調度系統。通過本系統，熱電生產人員可以看到制漿、造紙各用汽、用電終端的實時生產情況。當終端用汽量變化時，可重新計算出每臺汽輪機的負荷分配參數，指導生產人員進行在線優化。

1系統結構

該系統是在已建成的造紙企業全廠能量系統信息平臺的基礎上開發[1]，主體部分采用美國通用電氣(GE)公司智能平臺軟件搭建。如圖1所示，系統分為顯示層、優化計算層，數據存儲層[10]。系統的實現基于以下軟件：(1)Visualstudio.NET2008——機組負荷優化分配求解器采用VC++編程語言基于混合整數線性規劃方法開發；數學模型修正模塊采用VC++中利用小二乘法擬合各機組的汽耗特性。(2)MicrosoftSQLServer2005——作為數據存儲中間層，在的表里存儲進行單位換算、分組等預處理后的實時數據、優化結果及其他外部系統的用電、用汽需求等信息，作為優化系統與其他系統進行數據交互的媒介。(3)GEiFix——搭建汽輪機組負荷分配系統。(4)GEProficyHistorian——存儲DCS實時數據。系統通過OPC協議采集熱電廠實時數據并存儲iHistorian。部分實時數據進行單位換算、分組等預處理后存入SQL數據庫。優化層模型求解模塊基于VC++開發，與數據庫進行數據交互，是優化系統的核心模塊。人機界面由iFix開發，運行時由iFix調用模型求解模塊進行計算，計算時先從iHistorian讀取實時數據，然后讀取SQL數據庫內的數學模型系數計算，計算結果由iFix顯示并存入SQL數據庫。優化結果及其他設備信息存入SQLServer2005關系數據庫。

2機組負荷分配優化計算某大型紙廠配備外供熱量300萬GJ的生產能力的熱電分廠，有2臺容量為50MW的一次調節抽汽凝汽式汽輪機機組。汽輪機的部分抽汽除用于該公司的造紙、制漿等生產過程外，部分外供其他單位。汽輪機組發電除供自用電和制漿、造紙及輔助系統外，剩余部分上網向外供電，其熱電聯產系統如圖2所示。

2.1負荷分配優化模型該熱電廠為造紙生產過程提供中壓蒸汽和電能，汽輪機包括2臺抽汽凝汽式汽輪機。造紙廠所有DCS數據通過OPC存儲iHistorian數據庫。建模時從iHistorian數據庫讀取熱電廠三個月的歷史數據，讀取數據時間間隔為1h，共讀取2160個數據，讀取的數據有：進汽流量、進汽溫度、進汽壓力、抽汽流量、抽汽溫度、抽汽壓力、發電量，去除476個不正常的開停機數據。為了更直觀地反映汽輪機特性，計算出進汽量、抽汽量的焓值，由流量乘以焓值計算出進汽量、抽汽量、發電量的能量值（kJ），將單位統一為能量值后建模。利用Matlab軟件對#1汽輪機進汽量、抽汽量、發電量的能量值之間的關系作圖，如圖3所示。從圖中可以看出，機組實際運行數據大致呈線性關系。但也可以發現，以一個數學模型表示汽輪機運行特性誤差較大，其原因是汽輪機在不同進汽量下熱電轉換效率不同，為提高模型精度，本文按不同進汽量進行分段建模。為了在滿足制漿造紙生產過程的熱能和電能需求前提下實現系統燃料消耗量小的目標，本文根據前面建立的優化模型結合實際運行情況及運行數據，建立該系統的優化模型。

2.2優化模型的求解線性規劃是應用廣泛的優化技術之一，也可以說是一種有效的優化技術。線性規劃法是解決多變量優決策的方法，是在各種相互關聯的多變量約束條件下，求解一個對象的線性目標函數優的問題。目前，求解線性規劃的求解器有很多，比較有名的如：GAMS，Lingo等商業軟件，但是價格昂貴，會大大提高系統成本且不易集成，所以本系統采用VC++調用開源的LP-Solve線性規劃動態鏈接庫進行求解。如圖4所示，iFix從iHistorian讀取實時或歷史數據后調用模型求解模塊進行求解，求解后將優化結果存入SQL數據庫。

3系統的應用

系統采用iFix做界面，它提供了面向對象的可視化編程技術，支持VBA語言編寫相關程序，提高了開發效率。依據系統的功能，系統分為運行優化、模型校正、實時運行、模擬運行、歷史趨勢五部分，其中運行優化和模型校正是系統的核心。系統的主優化界面如圖5所示。通過本系統，熱電生產人員可以看到制漿、造紙各用汽、用電終端的實時生產情況，當制漿、造紙熱、電負荷變化時，在滿足發電與供熱需求的前提下，系統以總蒸汽消耗量小為目標函數實現優化。如圖6、圖7所示，圖上方顯示優化前的實時運行數據，下方顯示的是優化后的指導數據。可以看出優化前后總抽汽量、總發電量沒有變化，優化分配后總蒸汽消耗量明顯降低。

4結論

本系統實現了不同系統之間的有效集成，當制漿、造紙等終端用汽用電情況發生變化時，系統在滿足終端用汽用電前提下指導操作人員合理分配汽輪機負荷，使造紙企業能耗降低、效益提高；也可以對汽輪機組進行遠程監控，便于中心調度人員查看汽輪機實時運行數據，指導調度人員發出合理調度指令。

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56.32.9.012.0000
39.51.0.006.0060
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49.52.8.230.5042
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造紙企業主要用能為電和蒸汽，除采用工藝改造節能外，實現合理用電用汽成為節能的主要措施。大部分的造紙企業能耗較高的一個重要原因是在能量利用的過程中缺乏有效的監測、分析和優化。因此，許多造紙企業試圖探索運用信息化手段解決造紙工業當前節能降耗的問題[1]。大部分大型造紙企業都自備熱電廠，熱電廠是造紙企業的能源轉換單元，它為造紙企業提供生產用能（包括電和蒸汽）。電能和熱能聯合生產稱為熱電聯產，造紙企業熱電廠都以熱電聯產的方式運行。造紙企業熱電廠汽輪機是在保證抽汽量的前提下再調整發電量，而且造紙廠存在用汽波動大、用汽不確定等因素，其運行方式與熱電廠有差別。例如：化學制漿間歇蒸煮，在蒸煮升溫階段，蒸汽消耗量很大，而在保溫、噴放和裝料階段，蒸汽用量較少；當紙機生產正常時，蒸汽使用量比較穩定，但是當紙機斷紙時，蒸汽用量幾乎為零；有些用汽波動是可以預測的，如制漿蒸煮用汽；有些是不可以預測的，如紙機斷紙后需要停止用汽。雖然大型電廠和部分熱電廠配備負荷分配優化調度系統[2～9]，但是，還沒有相關文獻對根據造紙企業用汽特點建立負荷分配優化調度系統的研究進行過報道。目前操作人員主要根據經驗實現協調控制，具有很大的局限性。因此，必須結合企業用汽特點，進一步研究汽輪機運行過程中的熱經濟性并在不同機組間合理的分配負荷，建立負荷分配優化調度系統，實現節能降耗。本文以某造紙企業熱電廠為背景，以該企業已建成的全廠能量系統信息平臺為基礎[1]，利用平臺提供的強大的數據集成功能，采集企業的實時生產和管理信息，根據造紙企業熱電廠實際情況，設計開發了一套汽輪機組負荷分配優化調度系統。通過本系統，熱電生產人員可以看到制漿、造紙各用汽、用電終端的實時生產情況。當終端用汽量變化時，可重新計算出每臺汽輪機的負荷分配參數，指導生產人員進行在線優化。

1系統結構

該系統是在已建成的造紙企業全廠能量系統信息平臺的基礎上開發[1]，主體部分采用美國通用電氣(GE)公司智能平臺軟件搭建。如圖1所示，系統分為顯示層、優化計算層，數據存儲層[10]。系統的實現基于以下軟件：(1)Visualstudio.NET2008——機組負荷優化分配求解器采用VC++編程語言基于混合整數線性規劃方法開發；數學模型修正模塊采用VC++中利用小二乘法擬合各機組的汽耗特性。(2)MicrosoftSQLServer2005——作為數據存儲中間層，在的表里存儲進行單位換算、分組等預處理后的實時數據、優化結果及其他外部系統的用電、用汽需求等信息，作為優化系統與其他系統進行數據交互的媒介。(3)GEiFix——搭建汽輪機組負荷分配系統。(4)GEProficyHistorian——存儲DCS實時數據。系統通過OPC協議采集熱電廠實時數據并存儲iHistorian。部分實時數據進行單位換算、分組等預處理后存入SQL數據庫。優化層模型求解模塊基于VC++開發，與數據庫進行數據交互，是優化系統的核心模塊。人機界面由iFix開發，運行時由iFix調用模型求解模塊進行計算，計算時先從iHistorian讀取實時數據，然后讀取SQL數據庫內的數學模型系數計算，計算結果由iFix顯示并存入SQL數據庫。優化結果及其他設備信息存入SQLServer2005關系數據庫。

2機組負荷分配優化計算某大型紙廠配備外供熱量300萬GJ的生產能力的熱電分廠，有2臺容量為50MW的一次調節抽汽凝汽式汽輪機機組。汽輪機的部分抽汽除用于該公司的造紙、制漿等生產過程外，部分外供其他單位。汽輪機組發電除供自用電和制漿、造紙及輔助系統外，剩余部分上網向外供電，其熱電聯產系統如圖2所示。

2.1負荷分配優化模型該熱電廠為造紙生產過程提供中壓蒸汽和電能，汽輪機包括2臺抽汽凝汽式汽輪機。造紙廠所有DCS數據通過OPC存儲iHistorian數據庫。建模時從iHistorian數據庫讀取熱電廠三個月的歷史數據，讀取數據時間間隔為1h，共讀取2160個數據，讀取的數據有：進汽流量、進汽溫度、進汽壓力、抽汽流量、抽汽溫度、抽汽壓力、發電量，去除476個不正常的開停機數據。為了更直觀地反映汽輪機特性，計算出進汽量、抽汽量的焓值，由流量乘以焓值計算出進汽量、抽汽量、發電量的能量值（kJ），將單位統一為能量值后建模。利用Matlab軟件對#1汽輪機進汽量、抽汽量、發電量的能量值之間的關系作圖，如圖3所示。從圖中可以看出，機組實際運行數據大致呈線性關系。但也可以發現，以一個數學模型表示汽輪機運行特性誤差較大，其原因是汽輪機在不同進汽量下熱電轉換效率不同，為提高模型精度，本文按不同進汽量進行分段建模。為了在滿足制漿造紙生產過程的熱能和電能需求前提下實現系統燃料消耗量小的目標，本文根據前面建立的優化模型結合實際運行情況及運行數據，建立該系統的優化模型。

2.2優化模型的求解線性規劃是應用廣泛的優化技術之一，也可以說是一種有效的優化技術。線性規劃法是解決多變量優決策的方法，是在各種相互關聯的多變量約束條件下，求解一個對象的線性目標函數優的問題。目前，求解線性規劃的求解器有很多，比較有名的如：GAMS，Lingo等商業軟件，但是價格昂貴，會大大提高系統成本且不易集成，所以本系統采用VC++調用開源的LP-Solve線性規劃動態鏈接庫進行求解。如圖4所示，iFix從iHistorian讀取實時或歷史數據后調用模型求解模塊進行求解，求解后將優化結果存入SQL數據庫。

3系統的應用

系統采用iFix做界面，它提供了面向對象的可視化編程技術，支持VBA語言編寫相關程序，提高了開發效率。依據系統的功能，系統分為運行優化、模型校正、實時運行、模擬運行、歷史趨勢五部分，其中運行優化和模型校正是系統的核心。系統的主優化界面如圖5所示。通過本系統，熱電生產人員可以看到制漿、造紙各用汽、用電終端的實時生產情況，當制漿、造紙熱、電負荷變化時，在滿足發電與供熱需求的前提下，系統以總蒸汽消耗量小為目標函數實現優化。如圖6、圖7所示，圖上方顯示優化前的實時運行數據，下方顯示的是優化后的指導數據。可以看出優化前后總抽汽量、總發電量沒有變化，優化分配后總蒸汽消耗量明顯降低。

4結論

本系統實現了不同系統之間的有效集成，當制漿、造紙等終端用汽用電情況發生變化時，系統在滿足終端用汽用電前提下指導操作人員合理分配汽輪機負荷，使造紙企業能耗降低、效益提高；也可以對汽輪機組進行遠程監控，便于中心調度人員查看汽輪機實時運行數據，指導調度人員發出合理調度指令。

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造紙企業主要用能為電和蒸汽，除采用工藝改造節能外，實現合理用電用汽成為節能的主要措施。大部分的造紙企業能耗較高的一個重要原因是在能量利用的過程中缺乏有效的監測、分析和優化。因此，許多造紙企業試圖探索運用信息化手段解決造紙工業當前節能降耗的問題[1]。大部分大型造紙企業都自備熱電廠，熱電廠是造紙企業的能源轉換單元，它為造紙企業提供生產用能（包括電和蒸汽）。電能和熱能聯合生產稱為熱電聯產，造紙企業熱電廠都以熱電聯產的方式運行。造紙企業熱電廠汽輪機是在保證抽汽量的前提下再調整發電量，而且造紙廠存在用汽波動大、用汽不確定等因素，其運行方式與熱電廠有差別。例如：化學制漿間歇蒸煮，在蒸煮升溫階段，蒸汽消耗量很大，而在保溫、噴放和裝料階段，蒸汽用量較少；當紙機生產正常時，蒸汽使用量比較穩定，但是當紙機斷紙時，蒸汽用量幾乎為零；有些用汽波動是可以預測的，如制漿蒸煮用汽；有些是不可以預測的，如紙機斷紙后需要停止用汽。雖然大型電廠和部分熱電廠配備負荷分配優化調度系統[2～9]，但是，還沒有相關文獻對根據造紙企業用汽特點建立負荷分配優化調度系統的研究進行過報道。目前操作人員主要根據經驗實現協調控制，具有很大的局限性。因此，必須結合企業用汽特點，進一步研究汽輪機運行過程中的熱經濟性并在不同機組間合理的分配負荷，建立負荷分配優化調度系統，實現節能降耗。本文以某造紙企業熱電廠為背景，以該企業已建成的全廠能量系統信息平臺為基礎[1]，利用平臺提供的強大的數據集成功能，采集企業的實時生產和管理信息，根據造紙企業熱電廠實際情況，設計開發了一套汽輪機組負荷分配優化調度系統。通過本系統，熱電生產人員可以看到制漿、造紙各用汽、用電終端的實時生產情況。當終端用汽量變化時，可重新計算出每臺汽輪機的負荷分配參數，指導生產人員進行在線優化。

1系統結構

該系統是在已建成的造紙企業全廠能量系統信息平臺的基礎上開發[1]，主體部分采用美國通用電氣(GE)公司智能平臺軟件搭建。如圖1所示，系統分為顯示層、優化計算層，數據存儲層[10]。系統的實現基于以下軟件：(1)Visualstudio.NET2008——機組負荷優化分配求解器采用VC++編程語言基于混合整數線性規劃方法開發；數學模型修正模塊采用VC++中利用小二乘法擬合各機組的汽耗特性。(2)MicrosoftSQLServer2005——作為數據存儲中間層，在的表里存儲進行單位換算、分組等預處理后的實時數據、優化結果及其他外部系統的用電、用汽需求等信息，作為優化系統與其他系統進行數據交互的媒介。(3)GEiFix——搭建汽輪機組負荷分配系統。(4)GEProficyHistorian——存儲DCS實時數據。系統通過OPC協議采集熱電廠實時數據并存儲iHistorian。部分實時數據進行單位換算、分組等預處理后存入SQL數據庫。優化層模型求解模塊基于VC++開發，與數據庫進行數據交互，是優化系統的核心模塊。人機界面由iFix開發，運行時由iFix調用模型求解模塊進行計算，計算時先從iHistorian讀取實時數據，然后讀取SQL數據庫內的數學模型系數計算，計算結果由iFix顯示并存入SQL數據庫。優化結果及其他設備信息存入SQLServer2005關系數據庫。

2機組負荷分配優化計算某大型紙廠配備外供熱量300萬GJ的生產能力的熱電分廠，有2臺容量為50MW的一次調節抽汽凝汽式汽輪機機組。汽輪機的部分抽汽除用于該公司的造紙、制漿等生產過程外，部分外供其他單位。汽輪機組發電除供自用電和制漿、造紙及輔助系統外，剩余部分上網向外供電，其熱電聯產系統如圖2所示。

2.1負荷分配優化模型該熱電廠為造紙生產過程提供中壓蒸汽和電能，汽輪機包括2臺抽汽凝汽式汽輪機。造紙廠所有DCS數據通過OPC存儲iHistorian數據庫。建模時從iHistorian數據庫讀取熱電廠三個月的歷史數據，讀取數據時間間隔為1h，共讀取2160個數據，讀取的數據有：進汽流量、進汽溫度、進汽壓力、抽汽流量、抽汽溫度、抽汽壓力、發電量，去除476個不正常的開停機數據。為了更直觀地反映汽輪機特性，計算出進汽量、抽汽量的焓值，由流量乘以焓值計算出進汽量、抽汽量、發電量的能量值（kJ），將單位統一為能量值后建模。利用Matlab軟件對#1汽輪機進汽量、抽汽量、發電量的能量值之間的關系作圖，如圖3所示。從圖中可以看出，機組實際運行數據大致呈線性關系。但也可以發現，以一個數學模型表示汽輪機運行特性誤差較大，其原因是汽輪機在不同進汽量下熱電轉換效率不同，為提高模型精度，本文按不同進汽量進行分段建模。為了在滿足制漿造紙生產過程的熱能和電能需求前提下實現系統燃料消耗量小的目標，本文根據前面建立的優化模型結合實際運行情況及運行數據，建立該系統的優化模型。

2.2優化模型的求解線性規劃是應用廣泛的優化技術之一，也可以說是一種有效的優化技術。線性規劃法是解決多變量優決策的方法，是在各種相互關聯的多變量約束條件下，求解一個對象的線性目標函數優的問題。目前，求解線性規劃的求解器有很多，比較有名的如：GAMS，Lingo等商業軟件，但是價格昂貴，會大大提高系統成本且不易集成，所以本系統采用VC++調用開源的LP-Solve線性規劃動態鏈接庫進行求解。如圖4所示，iFix從iHistorian讀取實時或歷史數據后調用模型求解模塊進行求解，求解后將優化結果存入SQL數據庫。

3系統的應用

系統采用iFix做界面，它提供了面向對象的可視化編程技術，支持VBA語言編寫相關程序，提高了開發效率。依據系統的功能，系統分為運行優化、模型校正、實時運行、模擬運行、歷史趨勢五部分，其中運行優化和模型校正是系統的核心。系統的主優化界面如圖5所示。通過本系統，熱電生產人員可以看到制漿、造紙各用汽、用電終端的實時生產情況，當制漿、造紙熱、電負荷變化時，在滿足發電與供熱需求的前提下，系統以總蒸汽消耗量小為目標函數實現優化。如圖6、圖7所示，圖上方顯示優化前的實時運行數據，下方顯示的是優化后的指導數據。可以看出優化前后總抽汽量、總發電量沒有變化，優化分配后總蒸汽消耗量明顯降低。

4結論

本系統實現了不同系統之間的有效集成，當制漿、造紙等終端用汽用電情況發生變化時，系統在滿足終端用汽用電前提下指導操作人員合理分配汽輪機負荷，使造紙企業能耗降低、效益提高；也可以對汽輪機組進行遠程監控，便于中心調度人員查看汽輪機實時運行數據，指導調度人員發出合理調度指令。

93.60.7.024
72.B1.0.000.1001
40.51.9.024.0301
49.72.8.230.0062
62.33.9.220.0040
90.20.0
39.30.0.125.9024
99.80.0.024.50
22.44.0.024.4310
90.02
40.11.7.024.2016
59.32.8.230.5060
22.34.0.230.4340
44.52.9.024.5000
60.13.9.080.0070
55.34.8.230.5040
22.23.9.012.4000
49.52.9.024.0080
62.83.9.012.4600
40.61.9.018.0300
55.33.8.006.0000
55.13.9.012.0000
48.61.8.024.4060
40.52.8.012.5000
60.13.9.024.2040
40.31.9.024.0300
26.04.8.230.0000
48.52.9.024.0650
65.31.9.012.0309
26.08.8.012.0000
40.61.6.024.4300
56.44.8.024.0000
48.52.7.024.0050
49.61.9.012.0050
7T.91.0.000.2305
22.32.0.024.1320

造紙企業主要用能為電和蒸汽，除采用工藝改造節能外，實現合理用電用汽成為節能的主要措施。大部分的造紙企業能耗較高的一個重要原因是在能量利用的過程中缺乏有效的監測、分析和優化。因此，許多造紙企業試圖探索運用信息化手段解決造紙工業當前節能降耗的問題[1]。大部分大型造紙企業都自備熱電廠，熱電廠是造紙企業的能源轉換單元，它為造紙企業提供生產用能（包括電和蒸汽）。電能和熱能聯合生產稱為熱電聯產，造紙企業熱電廠都以熱電聯產的方式運行。造紙企業熱電廠汽輪機是在保證抽汽量的前提下再調整發電量，而且造紙廠存在用汽波動大、用汽不確定等因素，其運行方式與熱電廠有差別。例如：化學制漿間歇蒸煮，在蒸煮升溫階段，蒸汽消耗量很大，而在保溫、噴放和裝料階段，蒸汽用量較少；當紙機生產正常時，蒸汽使用量比較穩定，但是當紙機斷紙時，蒸汽用量幾乎為零；有些用汽波動是可以預測的，如制漿蒸煮用汽；有些是不可以預測的，如紙機斷紙后需要停止用汽。雖然大型電廠和部分熱電廠配備負荷分配優化調度系統[2～9]，但是，還沒有相關文獻對根據造紙企業用汽特點建立負荷分配優化調度系統的研究進行過報道。目前操作人員主要根據經驗實現協調控制，具有很大的局限性。因此，必須結合企業用汽特點，進一步研究汽輪機運行過程中的熱經濟性并在不同機組間合理的分配負荷，建立負荷分配優化調度系統，實現節能降耗。本文以某造紙企業熱電廠為背景，以該企業已建成的全廠能量系統信息平臺為基礎[1]，利用平臺提供的強大的數據集成功能，采集企業的實時生產和管理信息，根據造紙企業熱電廠實際情況，設計開發了一套汽輪機組負荷分配優化調度系統。通過本系統，熱電生產人員可以看到制漿、造紙各用汽、用電終端的實時生產情況。當終端用汽量變化時，可重新計算出每臺汽輪機的負荷分配參數，指導生產人員進行在線優化。

1系統結構

該系統是在已建成的造紙企業全廠能量系統信息平臺的基礎上開發[1]，主體部分采用美國通用電氣(GE)公司智能平臺軟件搭建。如圖1所示，系統分為顯示層、優化計算層，數據存儲層[10]。系統的實現基于以下軟件：(1)Visualstudio.NET2008——機組負荷優化分配求解器采用VC++編程語言基于混合整數線性規劃方法開發；數學模型修正模塊采用VC++中利用小二乘法擬合各機組的汽耗特性。(2)MicrosoftSQLServer2005——作為數據存儲中間層，在的表里存儲進行單位換算、分組等預處理后的實時數據、優化結果及其他外部系統的用電、用汽需求等信息，作為優化系統與其他系統進行數據交互的媒介。(3)GEiFix——搭建汽輪機組負荷分配系統。(4)GEProficyHistorian——存儲DCS實時數據。系統通過OPC協議采集熱電廠實時數據并存儲iHistorian。部分實時數據進行單位換算、分組等預處理后存入SQL數據庫。優化層模型求解模塊基于VC++開發，與數據庫進行數據交互，是優化系統的核心模塊。人機界面由iFix開發，運行時由iFix調用模型求解模塊進行計算，計算時先從iHistorian讀取實時數據，然后讀取SQL數據庫內的數學模型系數計算，計算結果由iFix顯示并存入SQL數據庫。優化結果及其他設備信息存入SQLServer2005關系數據庫。

2機組負荷分配優化計算某大型紙廠配備外供熱量300萬GJ的生產能力的熱電分廠，有2臺容量為50MW的一次調節抽汽凝汽式汽輪機機組。汽輪機的部分抽汽除用于該公司的造紙、制漿等生產過程外，部分外供其他單位。汽輪機組發電除供自用電和制漿、造紙及輔助系統外，剩余部分上網向外供電，其熱電聯產系統如圖2所示。

2.1負荷分配優化模型該熱電廠為造紙生產過程提供中壓蒸汽和電能，汽輪機包括2臺抽汽凝汽式汽輪機。造紙廠所有DCS數據通過OPC存儲iHistorian數據庫。建模時從iHistorian數據庫讀取熱電廠三個月的歷史數據，讀取數據時間間隔為1h，共讀取2160個數據，讀取的數據有：進汽流量、進汽溫度、進汽壓力、抽汽流量、抽汽溫度、抽汽壓力、發電量，去除476個不正常的開停機數據。為了更直觀地反映汽輪機特性，計算出進汽量、抽汽量的焓值，由流量乘以焓值計算出進汽量、抽汽量、發電量的能量值（kJ），將單位統一為能量值后建模。利用Matlab軟件對#1汽輪機進汽量、抽汽量、發電量的能量值之間的關系作圖，如圖3所示。從圖中可以看出，機組實際運行數據大致呈線性關系。但也可以發現，以一個數學模型表示汽輪機運行特性誤差較大，其原因是汽輪機在不同進汽量下熱電轉換效率不同，為提高模型精度，本文按不同進汽量進行分段建模。為了在滿足制漿造紙生產過程的熱能和電能需求前提下實現系統燃料消耗量小的目標，本文根據前面建立的優化模型結合實際運行情況及運行數據，建立該系統的優化模型。

2.2優化模型的求解線性規劃是應用廣泛的優化技術之一，也可以說是一種有效的優化技術。線性規劃法是解決多變量優決策的方法，是在各種相互關聯的多變量約束條件下，求解一個對象的線性目標函數優的問題。目前，求解線性規劃的求解器有很多，比較有名的如：GAMS，Lingo等商業軟件，但是價格昂貴，會大大提高系統成本且不易集成，所以本系統采用VC++調用開源的LP-Solve線性規劃動態鏈接庫進行求解。如圖4所示，iFix從iHistorian讀取實時或歷史數據后調用模型求解模塊進行求解，求解后將優化結果存入SQL數據庫。

3系統的應用

系統采用iFix做界面，它提供了面向對象的可視化編程技術，支持VBA語言編寫相關程序，提高了開發效率。依據系統的功能，系統分為運行優化、模型校正、實時運行、模擬運行、歷史趨勢五部分，其中運行優化和模型校正是系統的核心。系統的主優化界面如圖5所示。通過本系統，熱電生產人員可以看到制漿、造紙各用汽、用電終端的實時生產情況，當制漿、造紙熱、電負荷變化時，在滿足發電與供熱需求的前提下，系統以總蒸汽消耗量小為目標函數實現優化。如圖6、圖7所示，圖上方顯示優化前的實時運行數據，下方顯示的是優化后的指導數據。可以看出優化前后總抽汽量、總發電量沒有變化，優化分配后總蒸汽消耗量明顯降低。

4結論

本系統實現了不同系統之間的有效集成，當制漿、造紙等終端用汽用電情況發生變化時，系統在滿足終端用汽用電前提下指導操作人員合理分配汽輪機負荷，使造紙企業能耗降低、效益提高；也可以對汽輪機組進行遠程監控，便于中心調度人員查看汽輪機實時運行數據，指導調度人員發出合理調度指令。