[发明专利]汽油在线调合方法

权利要求书

1.一种汽油在线调合方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将各组分油的各属性进行非线性转换成指数形式，并对指数形式的组分油属性采用线性叠加建立油品调合模型以实现在线优化；该指数形式模型如下：

m_indexj(k)=Σi=1n(ri(k)·Qx1(Pj,i(k)))]]>

Qx1(Pj,i(k))=Pj,i(k)+pbj,i,j∈{RON,DON}(Pj,i(k))a1,j∈{RVP}Pj,i(k)/PSPGR,i(k),j∈{SULF}Pj,i(k),j∈{AROM,BENZ,SPGR,OLE}]]>

m_index_j(k)：成品油各质量属性的指数形式模型；

i：i＝1，2，…，n，各组分油编号；

j：j∈S，油品属性；

S：油品属性集合，S＝{RON，DON，RVP，SULF，AROM，BENZ，SPGR，OLE}，分别为研究法辛烷值，抗暴指数，雷德蒸汽压，硫含量，芳烃含量，苯含量，密度，烯烃含量；

k：当前时刻点；

r_i(k)：时刻k的各组分油的调合配方，其为体积百分比；

a₁：RVP的Chevron模型参数，取值为1.25；

pb_j，i：RON和DON模型的参数，由实验室分析数据回归得到；

P_j，i：第i种组分油的第j种属性；

Qx₁(P_j，i)：非线性函数，将组分油油品属性转换成指数形式，各组分油的油品属性在指数形式下，通过线性叠加得到成品油相应属性的指数形式；

其中，pb_j，i值线性回归方法如下：

r1,1r1,2...r1,nr2,1r2,2...r2,n.....rl,i....rm,1rm,2...rm,n*pbj,1pbj,2...pbj,i...pbj,n=Pj1Pj2...Pjl...Pjm-r1,1r1.2...r1,nr2,1r2,2...r2,n.....rl,i....rm,1rm,2...rm,n*Pj,1Pj,2...Pj,i...Pj,n]]>

其中j∈{RON，DON}；

l＝1，2，...m，为人工调合实验编号；

为第i次实验中得到的调合成品油的属性值；

[r_m，1 r_m，2…r_m，n]为针对有n组组分油的一个实验调合配方；

步骤2：建立油品调合模型后，用上一时刻成品油属性在线分析值对本时刻所述油品调合模型的计算值进行在线“滚动”校正，该在线“滚动”校正为：计算成品油上一时刻各属性测量值经非线性变换，与组分油线性叠加模型上一时刻输出比较后得出各油品属性偏差值，将该偏差值添加入本时刻组分油线性叠加模型各油品属性计算部分，对模型进行校正；该校正公式如下：

m_indexj(k)=Σi=1n(ri(k)·Qx1(Pj,i(k)))+a2·offsetj(k)]]>

offset_j(k)＝mea_index_j(k-1)-m_index_j(k-1)

mea_index_j(k)＝Qx₂(P_j，mea(k))

Qx2(Pj(k))=(Pj(k))a1,j∈{RVP}Pj(k)/PSPGR(k),j∈{SULF}Pj(k),j∈{RON,DON,AROM,BENZ,SPGR,OLE}]]>

a₂：模型在线校正参数，0≤a₂≤1；

mea_index_j(k)：在时刻k，成品油各属性测量值的指数形式；

Qx₂(P_j)：非线性函数，将成品油油品属性转换成指数形式；

offset_j(k)：在时刻k，成品油的第j种属性的调合模型输出相对于分析仪测量值在指数形式上的偏差；

P_j：第j种属性；

P_j，mea：分析仪的第j种属性分析仪测量值；

步骤3：基于建立的油品调合模型，以在线获取的组分油和成品油属性数据作为输入值，计算最优调合配方，计算所得最优配方用来作为底层DCS中各组分油流量控制的设定值，优化目标函数如下：

Minri(k)[wc·Σi=1nci·ri(k)+wg·Σj∈Sscj·gj(m_indexj(k),sj,biasj)-wf·Σi=1nfi(k)]]]>

约束条件为：

s.t.:Σi=1nri(k)=1;]]>

r_{i_min}≤r_i(k)≤r_{i_max}；

f_{i_min}≤f_i(k)≤f_{i_max}；

0≤h_j(m_index_j(k)，s_j，bias_j)；

其中

g_j(m_index_j(k)，s_j，bias_j)＝max(h_j(m_index_j(k)，s_j，bias_j)，0)

Qrex_j(k)＝ctrl_factor·(targetvol-tankvol(k))·m_j(k)

Qsox_j(k)＝(ctrl_factor·(targetvol-tankvol(k))+tankvol(k))

·Qx₂(s_j+sgn(s_j)·bias_j)

Qtanxj(k)=heel_com·heelvol·Qx2(Pj,heel)]]>

+Σt=1k(Qx2(Pj,mea)·delta_vol(l))]]>

其中：

t：某时刻点，1≤t≤k；

f_i(k)：时刻k的各组分油的体积流量；

c_i：各组分油单位体积成本；

s_j：各质量指标标准；

bias_j：各质量指标允许的额外裕量；

sc_j：各指标单位质量过剩的成本；

max(a，b)：函数，取最大值；

sgn(s_j)：符号函数，如成品油第j种属性要求大于等于相应指标，函数输出为+1，如成品油第j种属性要求小于等于相应指标，函数输出为-1；

targetvol：调合的目标体积；

tankvol(k)：调合过程中，在时刻k，罐中的成品油体积；

heelvol：调合开始前罐底油的体积；

ctrl_factor：调合过程中，优化算法控制的未调合的罐内体积百分比；

delta_vol(t)：调合过程中，在t-1至t时刻间的调合总体积；

heel_com：罐式调合时，罐底油补偿算法开关参数，在需要罐底油补偿时，该开关参数为1，反之为0；

h_j(m_index_j(k)，s_j，bias_j)：函数，检查调合是否达标，函数值大于0时为质量指标达标；

g_j(m_index_j(k)，s_j，bias_j)：函数，给出调合过程中的质量过剩；

w_c，w_g，w_f：为优化算法中的调合成本，质量过剩，和调合体积流量三个目标的相应权重。

2.如权利要求1所述的在线调合方法，其特征在于：各个优化目标有优先级之分：首先优化算法考虑多个调合约束，然后考虑调合成本，次之考虑质量过剩，最后考虑调合时间。