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| 一种原油掺炼多周期优化的原油调合调度方法，属于多种原油掺炼技术领域。其特征在于：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。本发明的优点：１）该方案以提高调合原油性质的稳定性为主要目标，同时兼顾提高期望产品产量的目标，不但能够降低因调合原油性质波动过大而对蒸馏装置及其后续装置平稳性造成的影响，而且能在一定程度上增加期望得到的产品的产量。２）采用分层求解离散决策变量和连续决策变量的算法结构，改善了因同时优化两组变量导致的算法效率低和搜索性能差等问题。 |
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一种原油掺炼多周期优化的原油调合调度方法
一种原油掺炼多周期优化的原油调合调度方法，其特征在于，所述方法是在计算机上依次按以下步骤实现的： 步骤（１），建立原油调合模型如下： ＊＊＊ （１） 其中，下标“ｍａｊｏｒ”表示主炼原油，“ｍｉｎｏｒ”表示掺炼原油，“ｍｉｘｅｄ”表示把掺炼原油掺入主炼原油后得到的调合原油； ｉ＝１，２，…，Ｉ，表示把掺炼原油掺入到主炼原油时的次序号，ｓ↓［ｉ］表示第ｉ次掺炼时用的掺炼原油，由于每次只掺炼一种原油且不重复掺炼，故Ｉ＝Ｎ，Ｎ为掺炼原油的品种数，设定值； ｍ＝１，２，…，Ｍ，为馏程段的序号，Ｍ为预设的馏程段数，“馏程”是指某温度区间段主炼原油、掺炼原油或调合原油蒸馏出的产品油的收率； Ｒ↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］）为掺炼原油ｓ↓［ｉ］的掺炼比，即掺炼原油流量与调合原油总流量之比； Ｘ↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］）为掺炼原油ｓ↓［ｉ］的掺炼流量； Ｘ↓［ｍｉｘｅｄ］（ｓ↓［ｉ］）为经过第ｉ次掺炼后调合原油总流量，设定值； Ｐ↓［ｍａｊｏｒ］（ｍ）为主炼原油在第ｍ馏程段的收率，已知值； Ｐ↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ）为掺炼原油ｓ↓［ｉ］在第ｍ馏程段的收率，已知值； Ｒ↓［ｍｉｘｅｄ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ）为掺入掺炼原油ｓ↓［ｉ］后得到的调合原油第ｍ馏程段收率，已知值； 步骤（２），确定优化目标如下，最小化目标函数Ｊ： ｍｉｎＪ＝＊ｗ（ｍ）［ｖ↓［１］＊（Ｐ↓［ｍｉｘｅｄ］（ｓ↓［ｉ＋１］，ｍ）－Ｐ↓［ｍｉｘｅｄ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ））↑［２］＋ｖ↓［２］＊（Ｐ↓［ｍｉｘｅｄ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ）－Ｐ↓［ｍｉｘｅｄ］↑［ｅｘｐ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ））↑［２］］， 其中，ｗ（ｍ）为第ｍ馏程段权系数，表征第ｍ馏程段在调度方法中的权重，为设定值， ∑↓［ｍ＝１］↑［Ｍ］ｗ（ｍ）＝１，０＜ｗ（ｍ）＜１； Ｐ↓［ｍｉｘｅｄ］↑［ｅｘｐ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ）为希望提高第ｍ馏程段产品的收率而设计的调合原油的目标收率，设定值，对所有ｓ↓［ｉ］相同； ｖ↓［１］为表征提高调合原油性质的平稳性这个目标在调度方法中的权重，设定值，ｖ↓［１］∈［１，＋∞）， ｖ↓［２］为表征增加期望产品产量这个目标在调度方法中的权重，设定值，ｖ↓［２］∈［１，＋∞）； 步骤（３），确定优化模型的约束条件如下： （ａ），调合原油中，至少包含汽油、煤油、柴油在内的各组分收率的上限： Ｐ↓［ｍｉｘｅｄ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ）＜Ｐ↓［ｍｉｘｅｄ］↑［ｍａｘ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ）， （３） 其中，Ｐ↓［ｍｉｘｅｄ］↑［ｍａｘ］（ｓ↓［ｉ］，ｍ）为掺入掺炼原油ｓ↓［ｉ］后得到的调合原油在第ｍ馏程段产品收率的上限，为设定值； （ｂ），装置和管线正常操作时的容量范围： ＊＊＊ （４） 其中，Ｘ↓［ｍｉｎｏｒ］↑［ｍｉｎ］（ｓ↓［ｉ］）和Ｘ↓［ｍｉｎｏｒ］↑［ｍａｘ］（ｓ↓［ｉ］）分别为掺炼原油ｓ↓［ｉ］的掺炼流量Ｘ↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］）的管道输运量的下限和上限，设定值； Ｘ↓［ｍｉｘｅｄ］↑［ｍｉｎ］（ｓ↓［ｉ］）和Ｘ↓［ｍｉｘｅｄ］↑［ｍａｘ］（ｓ↓［ｉ］）分别为掺炼原油ｓ↓［ｉ］掺炼后调合原油流量Ｘ↓［ｍｉｘｅｄ］（ｓ↓［ｉ］）的管道输运量的下限和上限，设定值； （ｃ），生产计划规定的各品种掺炼原油的加工量和最迟完工时刻： ＊＊＊ （５） 其中，Ｃ↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］）为掺炼原油ｓ↓［ｉ］的待加工量； ｔ↓［ｍｉｎｏｒ］（１）为掺炼起始时刻； τ↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］）为掺炼原油ｓ↓［ｉ］的加工时间； ｔ↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］）为掺炼原油ｓ↓［ｉ］开始切换时的相对于ｔ↓［ｍｉｎｏｒ］（１）的相对时刻； ｔ↓［ｍｉｎｏｒ］↑［ｍａｘ］（ｓ↓［ｉ］）为生产计划要求的掺炼原油ｓ↓［ｉ］的相对于ｔ↓［ｍｉｎｏｒ］（１）的最迟加工完成时刻，设定值。 （ｄ），调合原油的含硫量约束： ＊＊＊ （６） 其中，ＳＳ↓［ｍａｊｏｒ］为主炼原油含硫量，已知值； ＳＳ（ｓ↓［ｉ］）为第ｉ个进行掺炼的掺炼原油ｓ↓［ｉ］的含硫量，已知值； ＳＳ↓［ｍｉｘｅｄ］（ｓ↓［ｉ］）为掺炼原油ｓ↓［ｉ］掺入后得到的调合原油的含硫量； ＳＳ↓［ｍｉｘｅｄ］↑［ｍａｘ］为调合原油硫含量的上限，设定值； 步骤（４），在不考虑约束条件和掺炼原油掺炼次序的情况下，分别求取各掺炼原油ｓ↓［ｉ］的理想掺炼比Ｒ↑［＊］↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］），ｉ＝１，２，…，Ｉ： ＊＊＊ （７） 其中，上标“＊”表示理想量值，ｉ＝１，２，…，Ｉ，∑↓［ｍ＝１］↑［Ｍ］ｗ（ｍ）＝１，（０＜ｗ（ｍ）＜１），ｖ↓［１］∈［１，＋∞），ｖ↓［２］∈［１，＋∞）； 步骤（５），以掺炼原油理想掺炼比Ｒ↑［＊］↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］）为基础，利用禁忌搜索算法求取掺炼原油掺炼次序，利用可行性规则处理约束： ＊＊＊ （８） 步骤（６），以步骤（５）中求得的掺炼原油掺炼次序为依据，利用差分进化算法求取掺炼原油实际掺炼比Ｒ↓［ｍｉｎｏｒ］（ｓ↓［ｉ］），ｉ＝１，２，…，Ｉ，利用可行性规则处理约束： ＊＊＊ （９）。
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