[發明專利]一種考慮下游擾亂約束下的裂解爐爐群調度建模與方法

在審

• 申請號: 202010567302.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111931975A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 朱群雄;王鈺;賀彥林;王俊;葉瑋
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 王宇

1.一種考慮下游擾亂約束下的裂解爐爐群調度建模與方法，其特征在于，包括：

獲取各種產品的銷售收入、原料的購買成本和清焦的成本；

根據所述各種產品的銷售收入、所述原料的購買成本和所述清焦的成本獲得調度模型的目標函數，所述目標函數用于最大化一個可調整的調度范圍內的每日平均凈利潤，所述目標函數的計算公式如下：

對所述目標函數進行線性化處理，獲得如下計算公式：

其中，表示在操作過程中進料i在爐j之中裂解時產品l的產量相對于時間t的動態變化；

建立約束條件，所述約束條件包括物料約束、整數約束、時間約束、邊界條件、再循環乙烷約束、非同時清焦約束、額外邏輯約束、控制關鍵日期產量的約束；

使用分段線性化方法將MINLP問題轉化為MILP問題，根據所述目標函數和所述再循環乙烷約束形成線性函數，將二元變量等式轉換為線性表達式，將f(x₂)＝-X²轉換為如下表達形式：

其中，M、q、S是根據選擇的區間和分段數量進行計算獲得；

構建裂解爐爐群調度的MILP模型，使用CPLEX對所述MILP模型進行優化計算，獲得優化結果。

2.根據權利要求1所述的考慮下游擾亂約束下的裂解爐爐群調度建模與方法，其特征在于，所述物料約束為根據實際生產情況，裂解爐消耗的每種原料的總量要小于上游的供應能力或者庫存供應的上限；

所述整數約束y_ijk表示原料i在裂解爐j中的第k批次進行裂解，是一個取值為0或者1的整數變量，為1時表示該批次存在，為0時表示該批次不存在；

所述時間約束包括批次處理時間(t_i，j，k)、批次開始時間(S_j，k)和批次結束時間(E_j，k)；

所述邊界條件為所有連續變量的下限均為零，所有開始時間、結束時間、批處理時間和總循環時間小于上限；

所述再循環乙烷約束為所有裂解爐在整個時間范圍內產生的乙烷總量小于第一個裂解爐的處理能力；

所述非同時清焦約束為一個時間段之內不能存在多個裂解爐同時停爐清焦；

所述額外邏輯約束用于減少解的搜索空間，簡化計算難度和計算時間；

所述控制關鍵日期產量的約束為控制每個裂解批次的第一天(S_j,k+1)、每個批次的最后一天(E_j,k)以及每個清焦批次的最后一天(S_j,k)的產品產量。

3.根據權利要求2所述的考慮下游擾亂約束下的裂解爐爐群調度建模與方法，其特征在于，所述物料約束的計算公式如下：

所述整數約束的計算公式如下：

所述時間約束的計算公式如下：

所述邊界條件的計算公式如下：

E_j，k，S_j，k，t_i，j，k，T≤M (18)

所述再循環乙烷約束的計算公式如下：

所述非同時清焦約束的計算公式如下：

所述額外邏輯約束的計算公式如下：

x_{j，k，j，k′}≥x_jk，j，k＞，j＜j′，k′＜k″≤NB (25)

所述控制關鍵日期產量的約束的計算公式如下：

4.根據權利要求3所述的考慮下游擾亂約束下的裂解爐爐群調度建模與方法，其特征在于，所述控制關鍵日期產量的約束的計算公式還包括：

其中，公式(34)和公式(35)表示當日期d大于批處理開始時間S_j,k時，p_dj,k將被設定為1，當日期d小于批處理開始時間S_j,k時，p_dj,k將被設定為0；當日期d大于批處理結束時間E_j,k時，q_djk將被設定為0，當日期d小于批處理結束時間E_j,k時，q_djk將被設定為1；

其中，當d為1時，表示存在爐j的第k批次，當d為0時，表示不存在爐j的第k批次；

其中，公式(37)表示第d天的爐j第k批次的持續運行時間d′_dj,k，公式(38)表示對于第一個批次，從上一個調度計劃繼續進行相同的批次操作，需要將先前調度計劃經過的運行時間包括在公式之中；

其中，公式(39)表示在第d天在爐j的第k批次中處理進料i時，pqy_dij,k將為1，在第d天在爐j的第k批次中沒有處理進料i時，pqy_dij,k將為0；

其中，公式(40)表示當進料為i時，在d天的爐子j的第k個批次的產品l的產率，公式(41)表示當進料為i時，在d天的爐子j的第k個批次的產品l的日產量，公式(42)表示在d天時，原料i在爐j的第k個批次中的流量FR_di,j,k，公式(43)表示在d天時，所有裂解爐總的裂解氣體生產的產品l產量的上下限。