(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110647013.8 (22)申请日 2021.06.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113408194 A (43)申请公布日 2021.09.17 (73)专利权人 北京宜能高科 科技有限公司 地址 100020 北京市朝阳区金桐西路10号 远洋光华国际AB座6层 专利权人 北京中环信科 科技股份有限公司 (72)发明人 王士波　陈露　吴永文　杨啸　 尼古拉斯·拉科夫蒂斯　 (74)专利代理 机构 北京市万慧达律师事务所 11111 专利代理师 刘伟(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (56)对比文件 CN 106444428 A,2017.02.2 2 US 2020342150 A1,2020.10.2 9 董晓杨等.基 于流程模拟的常减压装置过程 操作与生产计划集成优化. 《化工学报》 .2015,第 66卷(第01期),第237-243页. 审查员 刘梦佳 (54)发明名称 常减压装置的通盘优化方法 (57)摘要 本发明属于石油炼化领域， 公开了一种常减 压装置的通盘优化方法， 该方法包括： 确定常减 压装置模拟的范围和涉及的变量； 建立常减压装 置的优化模型， 包括优化目标方程和约束条件； 通过物理逻辑重建方法对选取的变量进行优化 求解， 得到通盘优化所需的初值； 在优化平台根 据编程规则编写优化程序， 给各变量代入所述初 值， 选用非线性求解器和制定的优化策略对优化 模型进行求解， 使优化值跳出局部最优， 最终获 得目标方程全局最优解及对应的优化变量的调 整方向和幅度。 本发明同时考虑 多个现场操作变 量的变化对优化目标和复杂现场约束的影响， 避 免了过分挖掘短期优化效益而造成长周期运行 的重大操作风险和经济损失， 对装置的长期稳定 运行具有积极的效果。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 113408194 B 2022.12.02 CN 113408194 B 1.一种常减压装置的通盘优化方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 确定常减压装置囊括的范围和涉及的变量； 建立常减压装置的优化模型， 包括优化目标 方程和约束条件； 通过物理逻辑重建方法获得选取的变量在所需工况下的数据， 得到通盘优化所需的初 值、 原油性质和装置性能参数； 在优化平台根据编程规则编写优化程序， 给各变量代入解出的所述初值， 选用非线性 求解器和制 定的优化策略对优化模型进行求解， 使优化值跳出局部最优， 最终获得目标方 程全局最优解及对应的优化变量的调整方向和幅度； 其中， 所述物理逻辑重建方法为采用非线性求解器对物理逻辑重建模型进行优化求 解； 所述物理逻辑重建模型表达如下： yj＝fj(xcal,i,yj′) j,j′∈J,j≠j ′ xcal,i＝fi(xcal,i′,yj) i,i′∈I,i≠i ′ yj,L≤yj≤yj,U xi,L≤xi,cal≤xi,U 其中， xmsd,i为经过数据处理之后的现场测量仪表数据； xsyserr,i为仪表i系统误差； xcal,i 为最后计算输出的数据； xcal,i’为除了xcal,i之外的最后计算输出的数据； wi为仪表i的权重； 为仪表i最大值； Mini为仪表i最小值， yj为其他变量； 包括除了有现场测量之外的输出 变量和中间变量； yj’为其他变量， 包括除了有现场测量和yj之外的输出变量和中间变量； 函 数f代表所有x和y 的关系， 主要反映物料平衡、 能量平衡、 相平衡、 压力平衡、 热量传递的物 理模型； J表示1到J的集合， 即1,2,3, …,J； I表示1到I的集合， 即1,2,3, …,I； yj,L和yj,U分别 为yj的下限和上限， xi,L和xi,U分别为xi的下限和上限。 2.根据权利要求1所述的通盘优化方法， 其特征在于， 所述的优化目标方程的建立包括 如下过程： 确定优化目标， 其中， 所述的优化目标包括产品产量最大/最小化、 公用工程消耗最小 化， 或者它 们的均衡组合； 建立优化目标 方程。 3.根据权利要求2所述的通盘优化方法， 其特征在于， 所述的约束条件的建立包括如下 过程： 通过降维方法， 选择模型的输入输出变量； 采用机器学习方法， 训练某个输出变量与对应的输入变量间的关系模型； 采用机器学习方法和经验机理混合算法， 建立具有多个神经元网络群的常减压装置的 AI模型， 用于常减压装置优化模型中的等式约束条件； 采用统计方法对历史数据进行统计， 获得变量允许的变化范围， 从而获得常减压装置 优化模型中不等式约束条件， 结合上一步形成的等式约束条件， 形成了常减压装置优化模权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113408194 B 2型中的约束条件。 4.根据权利要求1所述的通盘优化方法， 其特征在于， 在每一步的优化方向搜索中， 对 选取的变量对整个装置优化目标和潜在瓶颈产生的影响进行统一测算。 5.根据权利要求4所述的通盘优化方法， 其特征在于， 在每一步的优化方向搜索中， 基 于设定的现场约束对优化模型同时进行测算是否满足生产要求， 其中， 所述的现场约束包 括物料平衡、 能量平衡、 相平衡、 热量传递和设备性能五大现场 约束条件。 6.根据权利要求5所述的通盘优化方法， 其特 征在于， 所述的约束条件为： yn＝fn(F,T,P,yp) n,p∈N,n≠p Propm＝fm(F， T， P， yn) yn， L≤yn≤yn， U ΔFmin≤ΔF≤ΔFmax ΔTmin≤ΔT≤ΔTmax ΔPmin≤ΔP≤ΔPmax Propm， minspec+Propm， accuracy≤Propm≤Propm， maxspec‑Propm， accuracy 其中， F、 T、 P分别表示的是在优化中的流量、 温度和压力可调自变量， yn表示除了侧线产 品中工艺指标要求的物性和可调自变量以外的变量， yp表示除了侧线产品中工艺指标要求 的物性、 可调自变量和yn以外的变量； f代表了物料平衡、 能量平衡、 相平衡、 压力平衡、 热量 传递多个物理模型； N表示1到N的集合， 即1， 2， 3 ……N； min表示最小值， max表示最大值； Propm表示的是侧线产品中工艺指标要求的物性， Propm， minspec， Propm， maxspec分别表示指标要 求的上下限， Propm， accuracy表示这个物性的模型预测精度； ΔF， ΔT， ΔP是变量幅度， 相关不 等式是对 优化幅度的约束。 7.根据权利要求3～6任一所述的通盘优化方法， 其特征在于， 对变量的优化按照属性 进行调整频率分类， 其中， 对变量的频率分为高频次、 中频次和低频次三类， 调整级别分为 三级， 3级调整包括所有变量， 2级调整包括中、 低频次变量， 1级调整包括低频次变量， 根据 调整级别涉及的变量类别确定优化变量， 不在调整 级别内的变量则固定为常量。 8.根据权利要求5或6所述的通盘优化方法， 其特征在于， 采用广义既约梯度算法优化 求解， 在每一步优化方向搜索中都基于高精度A NN模型同时进 行测算是否满足设备性能， 包 括： 分馏塔塔板水力学性能、 换热器传热能力、 输送设备可操作范围、 加热炉负荷瓶颈、 设备 高温位结焦倾向。 9.根据权利要求1所述的通盘优化方法， 其特征在于， 在使用所述优化模型前， 还判断 当前工况是否超出了模型范围， 若超出范围， 会在当前工况附近范围进 行工况增强， 新增部 分样本， 将所述新增部分样本的信息汇总到之前 的样本中对模型进行校正训练， 实现模型 自学习。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113408194 B 3