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基于多层递阶预测理论和灰色预测理论的能源管理信息系统研究与设计

作　者: 王甫
导　师: 张勇
学　校: 昆明理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 钢铁企业 能源管理信息系统 多层递阶预测理论 灰色预测理论
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


基于计算机技术的钢铁能源管理信息系统的研究对企业能源的分配、合理利用、决策分析以及钢铁企业的节能降耗工作具有十分重要的实际意义。由于目前钢铁企业能源管理存在着很多问题,如管理手段落后、能源信息传输较慢、处理周期长以及现阶段信息系统的智能化水平较低,并且在钢铁能源消耗预测中也存在很多问题,如预测主要是基于自回归模型预测、神经网络模型预测法等,且预测模型的实时性较差、预测的步长过短、预测的精度不高等。对钢铁企业的能源管理来讲,如何解决这些问题,成为关键。在此基础之上,本论文从生产需要和经济实用角度出发,自主设计开发了基于多层递阶预测理论和灰色预测理论的钢铁能源管理信息系统。本文结合钢铁企业能源管理的实际需求,以昆钢玉溪钢铁分公司的能源管理为背景,研制了一套以数据管理和数据预测为主,采用基于多层递阶预测理论和灰色预测的钢铁能源管理信息系统。该系统主要是以Access 2000作为后台数据库、Visual Basic 6.0为应用前台,组成可视化较高、人机交互友好的能源管理信息系统。通过玉溪钢铁分公司能源消耗数据的验证,本系统具有较好的数据管理和较高的预测精度。为了得到较好的预测精度和预测走势,本文将多层递阶预测理论和灰色预测理论首次应用于钢铁能源消耗值预测,预测效果和预测的走势较其他预测理论都有较大的提高。其采用的多层递阶预测理论主要分为时变参数的预测和基于时变参数的模型预测两层。由于采用了时变参数跟踪和时变参数预测,使得预测精度和预测走势效果更佳,而采用灰色预测理论主要对于其较平稳的数据进行预测,其预测精度更好。本文分别对钢铁企业生产流程中最为重要且能源消耗占比重较大的烧结工序、炼铁工序和炼钢工序的能源消耗值进行了预测分析,得出了其预测结果。最后运用程序设计语言VB和计算软件MATLAB混合编程技术,将VB和MATLAB结合形成完整的能源管理信息系统。通过可视化对比,为能源管理调度者提供未来能源消耗趋势的可靠信息,达到合理调度能源、提高能源利用率、减少能源浪费的要求,实现工业节能减排的目的。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 课题背景介绍及研究目的与意义  9-12
  1.2 课题的国内外应用和研究状况  12-13
    1.2.1 发达国家的基本情况  12
    1.2.2 我国钢铁企业应用情况  12-13
  1.3 本文主要研究内容  13-14
  1.4 论文的结构安排  14-15
第二章 能源管理信息系统研究  15-24
  2.1 能源管理系统和钢铁生产概述  15-20
    2.1.1 钢铁生产的能源消耗及生产工艺流程介绍  15-17
    2.1.2 钢铁企业工序段能耗情况  17-18
    2.1.3 钢铁企业的系统节能理论发展情况  18-20
  2.2 能源管理信息系统概述  20-23
    2.2.1 管理信息系统的内容  20-21
    2.2.2 能源管理信息系统的组成  21-23
  2.3 本章小结  23-24
第三章 多层递阶预测理论与灰色预测理论研究  24-35
  3.1 多层递阶预测的数学模型  24-29
    3.1.1 时间序列的多层分析法  24-26
    3.1.2 多层递阶预测模型  26-27
    3.1.3 建立多层递阶预测方法的具体步骤  27-29
  3.2 灰色预测理论  29-34
    3.2.1 灰色预测理论的概念  29-30
    3.2.2 灰色预测相关讨论  30-32
    3.2.3 GM(1,1)预测模型建立步骤  32-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章 钢铁能源管理信息系统设计  35-51
  4.1 数据库系统概述  35-37
    4.1.1 数据库的基本理论  35
    4.1.2 数据库数据模型  35-36
    4.1.3 数据库中的关系数据库  36-37
    4.1.4 数据库设计的步骤  37
  4.2 能源管理数据库的概念结构设计  37-42
    4.2.1 数据流程分析  37-38
    4.2.2 数据的E-R信息模型设计  38-39
    4.2.3 数据库的逻辑结构设计  39-41
    4.2.4 数据库的物理设计  41-42
  4.3 数据库应用程序的开发  42-44
  4.4 各个模块功能介绍  44-50
    4.4.1 系统管理模块  44-45
    4.4.2 能源信息管理模块  45-47
    4.4.3 能源汇总模块  47-48
    4.4.4 系统维护模块  48-49
    4.4.5 版本信息模块  49-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章 预测理论在能源管理信息系统中的应用  51-80
  5.1 烧结分厂电量消耗预测  51-64
  5.2 炼铁分厂电量消耗预测  64-70
    5.2.1 建立炼铁分厂电量消耗多层递阶预测模型  66-68
    5.2.2 建立炼铁分厂电量消耗灰色预测模型  68-70
  5.3 炼钢分厂电量消耗预测  70-76
    5.3.1 建立炼钢分厂电量消耗多层递阶预测模型  72-75
    5.3.2 建立炼钢分厂电量消耗灰色预测模型  75-76
  5.4 预测结果在能源调度中的应用  76-77
  5.5 能源管理系统VB和MATLAB的通信  77-79
  5.6 本章小结  79-80
第六章 总结与展望  80-83
  6.1 论文总结  80-81
  6.2 展望  81-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
附录A 攻读学位期间发表的论文  87

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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