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一种基于石化企业的抗干扰原油调度方法技术

技术编号:13829671 阅读:16 留言:0更新日期:2016-10-13 15:58
本发明专利技术公开了一种基于石化企业的抗干扰原油调度方法,包括:步骤1,建立基于连续时间策略的原油调度优化模型;步骤2,基于所述的原油调度优化模型,定义原油罐区仿真实体以及参数信息;步骤3,基于所述的原油调度优化模型、仿真实体以及参数信息,得到正常工况下所需的原油调度方案,并配置仿真;步骤4,定义不确定干扰的数学模型约束,依据实际情况引入不确定干扰;步骤5,基于引入的不确定干扰,仿真并调整原油调度优化模型,得到优化后的原油调度方案。本发明专利技术基通过仿真调整验证,能够节省优化计算和仿真计算的时间和计算机资源,从而提升原油调度生产信息的获取效率,应对各种实际操作不确定干扰,最终促进原油调度生产的效果提升。

一种基于石化企业的抗干扰原油调度方法

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及流程工业的生产调度领域,具体涉及一种基于石化企业的抗干扰原油调度方法
技术介绍
在日益激烈的国际市场环境中,石化企业需要通过各种技术手段追求企业整体利润的提高,增加生产效率,降低成本保证企业生产过程的稳定进行。在具体的调度与优化研究过程中,大多数工作都是围绕着参数已知的确定性优化模型展开,而在实际工厂中许多不确定性是随着调度过程一起产生的。因此,在实际的生产过程中,应对不确定的干扰并针对性提出调度方法,成了提升企业生产效率的重点突破方向之一。Khor等人在《Two-stage stochastic programming with fixed recourse via scenario planning with economic and operational risk management for petroleum refinery planning under uncertainty》一文中提出一种混合随机规划的方法用于解决炼油厂计划过程中的不确定,该混合随机规划的方法是一种两阶段的随机规划问题,并同时可以通过将整数变量放于第一阶段,连续变量放于第二阶段的处理方式拓展为多阶段的随机规划问题。Li等人在《A Comparative Theoretical and Computational Study on Robust Counterpart Optimization:III.Improving the Quality of Robust Solutions》一文中采用了鲁棒集合的方式来描述不确定性,并同时考虑解的鲁棒性和最优性,并将鲁棒优化的方法用于解决机会约束问题等,从而在理论层面提供了一种讨论石化企业不确定性研究的方法和思路。Pinto等人在《Mixed-Integer Programming Approach for Short-Term Crude Oil Scheduling》一文中指出了建立原油库存管理的方法,并建立了基于连续时间的原有管理库存模型。公开号为CN104008431A的中国专利技术专利文献《一种原油罐区调度方法》公开了一种具体的原油罐区调度方法,该方法考虑了在罐区设备和管线实时状态等约束条件下,支持指定必经设备,支持指定不能经过的设备,以最短路径为优化目标,寻找最优作业路径。公开号为CN103984990A的中国专利技术专利文献《基于炼油厂全厂调度离散时间建模方法》公开了一种基于炼油厂全厂调度离散时间建模方法,该方法把整个炼油厂系统划分为原油供应、炼油生产、成品油调和交付三个部分,基于离散时间,从生产装置的运行模式、生产装置运行模式的过渡过程的角度进行建模,基于炼油企业的多品种成品油生产调度中模式切换与过渡过程的离散时间最优化操作控制,给出了炼油厂全厂调度控制,构建可实现生产过程的生产成本和物料存储的成本费用以及违反订单惩罚最小化的一种调度模型。公开号为CN101286065的中国专利技术专利文献《一种原油掺炼多周期优化的原油调合调度方法》公开了一种原油掺炼多周期优化的原油调合调度方法,归纳出问题的数学模型;针对由问题归结出的非线性混合整数规划模型,利用高效混合求解策略得到问题的满意解。现有的一些研究大多基于离散时间构建模型,离散时间模型通常需要将时间分成相等间隔的周期,当时间粒度较细时,很容易造成模型规模过大,而连续时间构建的模型针对具体装置的具体调度事件,选择任意的时间点开始作业,和实际操作过程更加匹配也更为精细。因此,现有的基于离散时间的调度模型往往具有较大的偏差,进而导致模型求解结果不能符合生产实际的客观需求。因此基于连续时间模型下提出针对不确定性的原油调度方法具有重要意义。
技术实现思路
针对现有的石化企业原油调度建模与仿真方法和系统中存在的不足与缺陷,本专利技术提供了一种基于装置级事件的连续时间模型,并能够应对原油调度过程中的不确定性干扰的基于石化企业的抗干扰原油调度方法,该方法建立了石化企业原油罐区的调度模型,并将原油调度中典型的不确
定性干扰条件考虑在内,综合提出一种基于连续时间建模的再调度策略,并基于仿真模型进行验证。一种基于石化企业的抗干扰原油调度方法,包括:步骤1,建立基于连续时间策略的原油调度优化模型;步骤2,基于所述的原油调度优化模型,定义原油罐区仿真实体以及参数信息;步骤3,基于所述的原油调度优化模型、仿真实体以及参数信息,得到正常工况下所需的原油调度方案,并配置仿真;步骤4,定义不确定干扰的数学模型,依据实际情况引入不确定干扰;步骤5,基于引入的不确定干扰,仿真并调整原油调度优化模型,得到优化后的原油调度方案。作为优选,步骤1中的原油调度优化模型,具体包括:a、原油运输油轮的物料平衡模型:每一个连续时间区间内,原油油轮的卸载总量等于原油油轮的初始运载量;b、原油罐区储罐和调和罐的物料约束模型:每一个连续时间区间的结束时刻点,储罐的原油存量等于初始时刻的原油初始量加上油轮卸载到该储罐的原油量;c、计算原油调度原油卸载过程中的原油组分浓度时,设定每个油轮中储罐的原油浓度稳定不变;d、原油储罐和调和罐中组分浓度的变化模型;e、原油调度罐区不同储罐的不同原油关键组分浓度的上下限约束;f、混合原油的组分浓度满足常减压装置的加工操作要求;g、所有储罐的原油储量保持在去储量的安全上下限范围内;h、确定原油调度的总需求,在调度的时间周期内,原油调度的总需求大于等于所有常减压装置的原油需求总和;i、原油调度优化模型的优化目标是使整个原油调度过程中的操作总成本最小。油轮卸载原油的操作成本、油轮在海中等待的成本、常减压装置的切换成本、原油再罐区中的库存成本加和后得到操作总成本,表达式如下:操作总成本=油轮卸载原油的操作成本+油轮在海中等待的成本+常减压装置的切换成本+原油再罐区中的库存成本。步骤1中的原油调度优化模型采用现有技术中的模型,步骤3中计算得到的为粗略的原油调度方案,需要通过引入不确定干扰进一步进行优化。作为优选,原油罐区仿真实体以及参数信息,具体包括:A、油轮实体:包括油轮的到达时间、油轮的停泊成本、能够运输的目的储罐、运输的原油种类、原油质量;B、储罐实体:包括储罐容量、储罐存放的原油种类、储罐的关键组分浓度上下限、当前储罐的库存量、将要输入以及输出的原油量;C、调和罐实体:包括调和罐容量、关键组分的上下限、连接的市场需求、输入以及输出的混合油量;D、市场需求实体:包括需求信息(包括需求的物料总量以及所需物料的质量要求)、特定需求的开始时间、需求的结束时间。作为优选,步骤3中的仿真过程具体包括以下步骤:步骤3-1,将原油调度罐区的信息进行初始化设定,确定所有装置的初始状态;步骤3-2,根据所述的原油调度优化模型,计算得到初始原油调度方案,将该初始原油调度方案作为仿真的初始信息;步骤3-3,计算得到所有仿真实体的属性和数据信息并进行配置。作为优选,步骤4中,所述不确定干扰的数学模型(即不确定性参数的估计模型),具体包括:组分浓度大小的不确定性及组分浓度范围的估计方程;所述不确定干扰包括下列情况中的至少一种:需求不确定性:需求波动的时间、波动的幅度、需求波动对应的CDU装置;罐区装置不确定性:不可用的储罐、不可用的调和罐、以及对应本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于石化企业的抗干扰原油调度方法,其特征在于,包括:步骤1,建立基于连续时间策略的原油调度优化模型;步骤2,基于所述的原油调度优化模型,定义原油罐区仿真实体以及参数信息;步骤3,基于所述的原油调度优化模型、仿真实体以及参数信息,得到正常工况下所需的原油调度方案,并配置仿真;步骤4,定义不确定干扰的数学模型,依据实际情况引入不确定干扰;步骤5,基于引入的不确定干扰,仿真并调整原油调度优化模型,得到优化后的原油调度方案。

【技术特征摘要】
2016.03.04 CN 20161012535671.一种基于石化企业的抗干扰原油调度方法,其特征在于,包括:步骤1,建立基于连续时间策略的原油调度优化模型;步骤2,基于所述的原油调度优化模型,定义原油罐区仿真实体以及参数信息;步骤3,基于所述的原油调度优化模型、仿真实体以及参数信息,得到正常工况下所需的原油调度方案,并配置仿真;步骤4,定义不确定干扰的数学模型,依据实际情况引入不确定干扰;步骤5,基于引入的不确定干扰,仿真并调整原油调度优化模型,得到优化后的原油调度方案。2.如权利要求1所述的基于石化企业的抗干扰原油调度方法,其特征在于,步骤1中的原油调度优化模型,具体包括:a、原油运输油轮的物料平衡模型:每一个连续时间区间内,原油油轮的卸载总量等于原油油轮的初始运载量;b、原油罐区储罐和调和罐的物料约束模型:每一个连续时间区间的结束时刻点,储罐的原油存量等于初始时刻的原油初始量加上油轮卸载到该储罐的原油量;c、计算原油调度原油卸载过程中的原油组分浓度时,设定每个油轮中储罐的原油浓度稳定不变;d、原油储罐和调和罐中组分浓度的变化模型;e、原油调度罐区不同储罐的不同原油关键组分浓度的上下限约束;f、混合原油的组分浓度满足常减压装置的加工操作要求;g、所有储罐的原油储量保持在储量的安全上下限范围内;h、确定原油调度的总需求,在调度的时间周期内,原油调度的总需求大于等于所有常减压装置的原油需求总和;i、原油调度优化模型的优化目标是使整个原油调度过程中的操作总成本最小。3.如权利要求1所述的基于石化企业的抗干扰原油调度方法,其特征
\t在于,原油罐区仿真实体以及参数信息,具体包括:A、油轮实体:包括油轮的到达时间、油轮的停泊成本、能够运输的目的储罐、运输的原油种类、原油质量;B、储罐实体:包括储罐容量、储罐存放的原油种类、储罐的关键组分浓度上下限、当前储罐的库存量、将要输入以及输出...

【专利技术属性】
技术研发人员:荣冈王子豪张鹏飞冯毅萍
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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