[发明专利]基于集成控制优化的炼油生产过程调度优化建模方法

权利要求书

1.一种基于集成控制优化的炼油生产过程调度优化建模方法，其特征在于，包括：

步骤A：上位机初始化，

其中，在所述上位机中设立以下模块：离线建模模块、在线模型修正模块、专家决策推理模块、优化求解模块、优化模型生成模块及数据库支持模块，其中，离线建模模块，通过所述数据库支持模块，获得需要进行模型统计的流程内装置信息，并初始化装置模型数据，在线模型修正模块，通过所述数据库支持模块，获得离线建模模块所得装置调度优化模型，并初始化为在线修正基础模型；

步骤B：所述离线建模模块，通过对先进控制实施下的各装置操作数据进行优化操作模式分类并统计分析，得到各装置在先进控制下可达到的不同优化操作模式下的统计模型；

步骤C：所述在线模型修正模块，在调度优化运行过程中，在获得了各优化操作模式下的大量运行数据之后，对装置收率模型、能耗模型和性能指标模型进行基于数据的在线修正。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B包括：

步骤B1：通过读取数据库，获得待建模的装置信息，并初始化各装置模型参数；

步骤B2：通过所述数据库支持模块，获得先进控制实施下的各装置运行数据，对数据进行预处理，选择稳定优化操作模式下的生产运行数据；

步骤B3：对步骤B2得到的稳态生产运行数据进行统计并分类分析，获得各装置先进控制可达到的不同优化操作模式下的收率模型、能耗模型及性能指标模型；

步骤B4：将步骤B3得到的装置收率模型、操作费用模型及性质指标传递模型写调度模型数据库。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤B3包括：

步骤B3.1：对于一次加工装置，根据基于先进控制的有限个优化操作模式下的各侧线切割温度和悬摆切割原理建立基于先进控制的有限个优化操作模式下的收率多模型，即

YIELD_s，u，c,m=f_Frac(TBP_c,IBP_{s+1，u，c，m},EP_s-1,u,c，m,α_{s-1，u，c，m},α_{s-1，u，c，m})

式中，s为装置物流，对于一次加工装置取值为汽油、航煤、轻柴、重柴、渣油，m为装置优化操作模式，其取值为汽油模式、柴油模式、总轻收模式，TBP_c为原油c的实沸点蒸馏数据，其数据格式为{[TI_c,comp TE_c,comp),D_c,comp}，这里TI_c,comp，TE_c,comp分别为原油c的实沸点窄馏分comp的起始温度和终止温度，D_c,comp为原油c的窄馏分comp的收率值，IBP_{s+1，u，c，m}、EP_{s-1,u，c，m}分别为装置u在进料原油c和m优化操作模式下出料s+1的初馏点和s-1的终馏点或干点，α_{s，u，c，m}，α_{s-1,u，c，m}分别为装置u在进料原油c和m优化操作模式下物流s与s+1重叠组分到物流s的分配系数和物流s与s-1重叠组分到物流s-1的分配系数，YIELD_{s，u，c，m}为装置u在进料原油c和m优化操作模式下物流s的收率值，

对于常减压蒸馏过程，性能指标传递模型采用如下方式表示：

PRO_s,u，p=PRO_s′,u，p×ProModel_{s′，s，u，m，p}

式中，p为性质指标，取值为硫含量、重金属如铁、锰含量、辛烷值、十六烷值等，PRO_s，u,p为u装置的物流s的p性质指标值，PRO_s＇，u,p为装置u的进料物流s＇性质指标p的值，ProModel_{s＇，s，u，m,p}为装置u在优化操作模式m下从进料s'到出料s的p性能指标传递系数，

操作费用单耗假设对于固定原油和某一优化操作模式为固定值，即

OpCost_u,c,m=const

式中，OpCost_u，c，m为装置u在原油c和m优化操作模式下的单位操作费用；

步骤B3.2：对于二次反应装置，根据先进控制和集成优化的有限多个优化操作模式下的运行数据，考察不同优化操作模式对模型的影响，

对于收率模型，首先对某装置u和特定优化操作模式m下的产品物流s的收率取用固定值，对于进料组成的变化再加补偿，即

YIELDs,u,c,m=YIELDs,u,m0+ΔYIELDs,u,c,m]]>

式中，为装置u的出料物流s在m优化操作模式下的基础收率值，为与优化操作模式相关的固定值，ΔYIELD_{s，u，c，m}为装置u在m优化操作模式下针对进料变化下产品物流s的收率补偿值，

性质指标与原料组成、操作条件及装置密切相关，在调度优化模型中，对含量类性质指标，其与优化操作模式以如下形式相关：

PRO_s,u,m,p=PRO_s′,u，p×ProModel_s′,s,u,m,p

对于诸如汽油辛烷值及柴油凝点等属性类性质指标，考虑优化操作模式对其影响，表征为如下形式：

PROs,u,m,p=PROs,u,p0+ΔPROs,u,m,p]]>

式中，为装置u的s出料物流p性质指标的基础值，为固定值；ΔPRO_{s，u，m，p}为装置u的出料物流s在m优化操作模式下p性质指标对应改进量，是与优化操作模式m相关的常数，

二次反应装置的操作费用对于某一优化操作模式为固定值，即

OpCost_u,m=const；

步骤B3.3：对于改质装置，操作条件的连续调整对其产品影响很大，物流收率和操作费用与性质指标改进量密切相关，根据先进控制运行数据，建立改质装置收率与性质指标指数之间的连续模型，形式如下：

YIELDs,u,c=YIELDs,u,c0+fHT(ΔPROs,u,p)]]>

式中，为改质装置u的出料s在流程处理原油c时基本收率值，ΔPRO_s，u,p为装置u的出料s性质指标p的改进量，

f_HT(ΔPRO_s，u,p)为改质装置u的出料s收率与ΔPRO_s，u,p之间的函数关系，

根据生产运行统计数据，建立改质装置操作费用与性质指标改进量之间的数学模型，形式如下：

OpCostu=OpCostu0+exp(fuc(ΔPROs,u,p))]]>

式中，为改质装置u的基础操作费用，为改质装置u操作代价与性质指标改进量ΔPRO_s，u,p之间的函数关系，

对于改质装置的性质指标计算，性质指标改进量为待优变量，其产品性质指标计算如下：

PROu,p=PROu,p0±ΔPROu,p]]>

式中，为改质装置u的产品p性质指标的基础值，ΔPRO_u,p为改质装置u的产品p性质指标的改进量。