[發(fā)明專利]用于常減壓裝置的物理邏輯重建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110647017.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN113420499B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王士波;吳永文;楊嘯;尼古拉斯·拉科夫蒂斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京宜能高科科技有限公司;北京中環(huán)信科科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06F111/04
• 代理公司: 北京市萬(wàn)慧達(dá)律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 劉偉

本發(fā)明屬于石油煉化領(lǐng)域，公開了一種用于常減壓裝置的物理邏輯重建方法，該方法包括：確定常減壓裝置涉及的范圍、變量和測(cè)量?jī)x表；確定測(cè)量?jī)x表的系統(tǒng)誤差和測(cè)量?jī)x表對(duì)應(yīng)變量在目標(biāo)方程中的權(quán)重；建立常減壓裝置的物理邏輯重建模型，包括目標(biāo)方程和約束條件，實(shí)現(xiàn)裝置的實(shí)時(shí)數(shù)字鏡像；選取相似工況數(shù)據(jù)作為優(yōu)化變量的初值；利用建模平臺(tái)、非線性求解器和前述模型對(duì)目標(biāo)方程進(jìn)行優(yōu)化求解。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)有測(cè)量的數(shù)據(jù)校正和沒(méi)有測(cè)量的數(shù)據(jù)的軟測(cè)量，對(duì)常減壓裝置來(lái)說(shuō)，若原料性質(zhì)無(wú)測(cè)量，可以通過(guò)產(chǎn)品信息和操作信息基于五大約束進(jìn)行反推，從而確定原料性質(zhì)，同時(shí)可預(yù)測(cè)裝置特性如塔板板效等，實(shí)現(xiàn)裝置模型對(duì)裝置實(shí)時(shí)特性的自適應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油煉化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于常減壓裝置的物理邏輯重建方法。

背景技術(shù)

過(guò)程工業(yè)(process industry)也稱流程工業(yè)，是指通過(guò)物理變化和化學(xué)變化進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程。石化、電力、冶金、造紙、醫(yī)藥、食品等工業(yè)，他們的特征是過(guò)程具有一定的連續(xù)性。

常減壓裝置作為過(guò)程工業(yè)中的煉化行業(yè)的原油加工的第一道工序，該裝置運(yùn)行水平對(duì)煉化行業(yè)績(jī)效提升起到重要的推動(dòng)作用。在實(shí)際常減壓裝置中，由于現(xiàn)場(chǎng)儀表受到成本、精度、安裝等各種限制和影響，很多儀表數(shù)據(jù)存在偏離甚至錯(cuò)誤的情況，另外還存在著很多受限于儀表的發(fā)展，數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法測(cè)量的情況。沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)支撐難以提升常減壓裝置現(xiàn)有運(yùn)行水平。

在流程工業(yè)領(lǐng)域，普遍采用商業(yè)模擬軟件進(jìn)行流程模擬的方法來(lái)校正測(cè)量?jī)x表得到的數(shù)據(jù)并獲得無(wú)測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)。常減壓裝置相關(guān)的領(lǐng)域亦是如此。該方法采用機(jī)理模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正或推測(cè)，因此結(jié)果的可信度高。但是當(dāng)無(wú)法直接測(cè)量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)較多的情況下，流程模擬的不確定性變大，需要有一定的專家經(jīng)驗(yàn)做指導(dǎo)。尤其對(duì)常減壓裝置這種原料和產(chǎn)品性質(zhì)測(cè)量頻次比較低的情況，這種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)就更加困難。這種模擬方法還無(wú)法反映裝置實(shí)時(shí)特性，需要用戶不斷調(diào)試裝置特性參數(shù)。另外復(fù)雜裝置的模型收斂困難，求解時(shí)間長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)的求解時(shí)間可能會(huì)失去數(shù)據(jù)對(duì)裝置運(yùn)行的即時(shí)指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種用于常減壓裝置的物理邏輯重建方法，通過(guò)該方法不僅能建立模型精度與機(jī)理模型相似的模型，還能實(shí)時(shí)反映裝置特性，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)裝置的實(shí)時(shí)數(shù)字鏡像，而且能快速獲得測(cè)量數(shù)據(jù)校正結(jié)果和未測(cè)量數(shù)據(jù)軟測(cè)量結(jié)果如原料性質(zhì)和裝置性能參數(shù)等，尤其是對(duì)于沒(méi)有原油在線分析系統(tǒng)的常減壓裝置可快速且準(zhǔn)確獲得原油性質(zhì)，達(dá)到及時(shí)反映裝置性能和為后續(xù)裝置運(yùn)行操作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的目的。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于常減壓裝置的物理邏輯重建方法，包括：

確定常減壓裝置涉及的范圍、變量和測(cè)量?jī)x表；

確定測(cè)量?jī)x表的誤差，根據(jù)測(cè)量?jī)x表的誤差確定相應(yīng)變量在目標(biāo)方程中的權(quán)重；

建立常減壓裝置的物理邏輯重建模型，包括目標(biāo)方程和約束條件；

獲取優(yōu)化變量的初值，以及變量中的原油性質(zhì)的變化范圍；

利用建模平臺(tái)、非線性求解器和前述模型對(duì)目標(biāo)方程進(jìn)行優(yōu)化求解，完成對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的校正和未測(cè)量數(shù)據(jù)的軟測(cè)量，以及對(duì)原油性質(zhì)無(wú)測(cè)量時(shí)原油性質(zhì)的計(jì)算。

進(jìn)一步地，所述的約束條件的建立包括如下過(guò)程：

根據(jù)建模目的確定輸出變量，并通過(guò)降維方法確定相應(yīng)的輸入變量；

采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)輸入變量和輸出變量的數(shù)據(jù)特征，訓(xùn)練輸出變量與對(duì)應(yīng)的輸入變量間的關(guān)系模型；

采用機(jī)器學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)機(jī)理混合方法，建立具有多個(gè)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)群的常減壓裝置的AI模型，用于物理邏輯重建模型中的等式約束條件；