[发明专利]基于观测器的精馏过程单吨能耗预报精度评价方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于观测器的精馏过程单吨能耗预报精度评价方法，包括建立精馏过程的状态空间模型，基于状态空间模型得到模型预测值，同时获取精馏过程的观测值；基于观测值和模型预测值确定状态估计手段，从而得到状态变量的估计值；根据状态变量的估计值，结合精馏过程机理，得到精馏过程单吨能耗预报值；利用预先确定的单吨能耗预报精度观测器对单吨能耗预报值进行评价，其中单吨能耗预报精度观测器基于预先求解得到的单吨能耗预报性能指标函数确定。本发明能够实时且灵敏的反应精馏过程单吨能耗预报精度，并且还可以适用于不同的精馏过程对象，还可以适用于不同的环境，使得观测到的性能结果可以跨越不同的精馏过程对象仍然具有实用性。

技术领域

本发明涉及精馏过程单吨能耗预报精度评价技术领域，尤其是指一种基于观测器的精馏过程单吨能耗预报精度评价方法及系统。

背景技术

由于技术、经济及运行条件等诸多因素的限制，石化行业的精馏塔中存在大量过程变量反映着过程运行的关键特征，其决定着相关控制、监控策略的实施，对生产的安全性、经济性及智能化程度有着重要的影响。因此，利用状态估计在现有观测信息的基础上对此类变量进行重构，同时尽可能地滤除各类随机信号的干扰，精确可靠地获取系统状态的估计值是实现重大耗能设备节能减排的关键，不仅可有效减少工业的能耗，而且可以生产出更多的战略物资。近年来利用状态估计方法对精馏过程的单吨能耗进行预报，从而根据预报结果优化精馏过程，效果显著，但是对于单吨能耗预报的精度如何却不得而知。具体来说，状态估计方法适合于哪种工况，哪种环境；运用状态估计在不同过程或在同一过程不同环境下的工作性能如何。这些信息对于是否真正能实现单吨能耗的精准预报，从而实现节能减排至关重要。

综上，对精馏过程单吨能耗的预报精度进行评价具有重大意义。因此如何在不需要能耗真实值的情况下得到精馏过程单吨能耗的预报精度，是一个急需解决的问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术存在的问题，提出一种基于观测器的精馏过程单吨能耗预报精度评价方法及系统，能够实时且灵敏的反应精馏过程单吨能耗的预报精度，并且还可以适用于不同的精馏过程对象，还可以适用于不同的环境，使得观测到的性能结果可以跨越不同的精馏过程对象仍然具有实用性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于观测器的精馏过程单吨能耗预报精度评价方法，包括以下步骤：

建立精馏过程的状态空间模型，基于所述状态空间模型得到模型预测值，同时获取精馏过程的观测值；

基于所述观测值和模型预测值确定状态估计手段，从而得到状态变量的估计值；

根据状态变量的估计值，结合精馏过程机理，得到精馏过程单吨能耗预报值；

利用预先确定的单吨能耗预报精度观测器对所述单吨能耗预报值进行评价，其中所述单吨能耗预报精度观测器基于预先求解得到的单吨能耗预报性能指标函数确定。

在本发明的一个实施例中，所述建立精馏过程的状态空间模型的方式包括利用精馏过程机理进行建模或利用精馏过程数据进行建模。

在本发明的一个实施例中，所述模型的对象可以是对整个精馏过程进行建模，或者对精馏过程的具体部分进行建模。

在本发明的一个实施例中，基于所述观测值和模型预测值确定状态估计手段如下：

P_n^-＝A_nP_n-1A_n^T+Q_n-1，