低碳院煤气化装置智能优化控制系统是以气化炉优化配煤和数字孪生模型为核心的智能化模型预测控制系统，由低碳院自主研发，并拥有独立知识产权，已获得“控制器性能评价”、“多变量预测控制”和“多变量优化控制”等多个软件著作权。该系统自年7月起先后在榆林化工煤气化装置上分阶段投用，开始了长周期工业试验。

该系统通过气化装置运行时产生的实时数据，结合系统上下游的配煤软件单元和运行监控单元，实现对所部署的大型煤气化装置从PID整定、控制器性能监控评价到控制回路模型辨识、多变量预测控制及在线实时优化等一系列功能，实现“智能监控-先进控制-实时优化”这一完整功能链条，其中气化炉数字孪生模型的准确率达到了97%以上，基于机器学习算法的炉膛温度软测量平均误差在10℃左右，主要控制回路的自控投用率和优良投用率在90%以上，并可实现自控回路控制性能的定期统计和汇总上报，大大减轻一线操作人员的劳动强度。

先进控制与实时优化模块

为提高气化炉经济性表现，气化炉实时优化系统（RTO）可根据当前及历史装置运行数据，以降低装置比煤耗为目标综合评估并预测当前气化装置运行状态下的最优氧煤比设定值。完成预测后RTO可将“最优氧煤比”通过数据通道输送至气化炉先进控制（APC）系统，APC系统则进一步根据当前装置氧煤比及RTO推荐氧煤比差异，在保持装置平稳运行的基础上通过调节氧气流量使装置运行氧煤比向RTO建议氧煤比过渡。

数字孪生模型

APC模块在接收到设定的氧煤比数值后，将根据装置运行历史数据所生成的数据模型和气化炉流程仿真建模所获得的机理模型对调节装置的结果进行预测，确保APC每次调节给出的建议在装置平稳运行的前提下向目标值靠拢。

智能配煤模块

针对气化装置原料煤种的波动性和多样性，本系统还具备根据气化装置需求（灰熔点、黏温特性等）进行的多元配煤的智能配煤模块，可实现对混配后煤种特性的实时预测。

低碳院煤气化装置智能优化控制科研项目，是低碳院与国能榆林化工有限公司（简称“榆林化工”）共同开展的一次科技创新与企业数字化转型的深度实践，该系统在榆林化工已开环指导试运行半年以上。下一步低碳院将持续优化模型和软件功能，协助榆林化工持续深挖生产数据价值，不断提升煤化工装置长周期平稳优化运行水平，为集团公司建设智慧化工提供强有力的科技支撑。