(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 202110647017.6 (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 113420499 A (43)申请公布日 2021.09.21 (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　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) G06F 111/04(2020.01) (56)对比文件 CN 106709169 A,2017.0 5.24 US 2007050154 A1,20 07.03.01 US 2020387648 A1,2020.12.10 CN 111241677 A,2020.0 6.05 CN 112905632 A,2021.0 6.04 毕士强等.基 于径向基函数神经网络和N LJ 优化算法的精 馏塔控制. 《工业仪表与自动化装 置》 .2006,(第03期), 审查员 金兆辰 (54)发明名称 用于常减压装置的物理逻辑重建方法 (57)摘要 本发明属于石油炼化领域， 公开了一种用于 常减压装置的物理逻辑重建方法， 该方法包括： 确定常减压装置涉及的范围、 变量和测量仪表； 确定测量仪表的系统误差和测量仪表对应变量 在目标方程中的权重； 建立常减压装置的物理逻 辑重建模型， 包括目标方程和约束条件， 实现装 置的实时数字镜像； 选取相似工况数据作为优化 变量的初值； 利用建模平台、 非线性求解器和前 述模型对目标方程进行优化求解。 本发明实现了 对有测量的数据校正和没有测量的数据的软测 量， 对常减压装置来说， 若原料性质无测量， 可以 通过产品信息和操作信息基于五大约束进行反 推， 从而确定原料性质， 同时可预测装置特性如 塔板板效等， 实现装置模型对装置实时特性的自 适应。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 113420499 B 2022.12.02 CN 113420499 B 1.一种用于常减压装置的物理逻辑重建方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 确定常减压装置涉及的范围、 变量和 测量仪表； 确定测量仪表的误差， 根据测量仪表的误差确定相应 变量在目标 方程中的权 重； 建立常减压装置的物理逻辑重建模型， 包括优化目标 方程和约束条件； 获取优化变量的初值， 以及变量中的原油性质的变化范围； 利用建模平台、 非线性求解器和前述模型对目标方程进行优化求解， 完成对测量数据 的校正和未测量数据的软测量， 以及对原油性质无测量时原油性质的计算和装置特性； 其中， 所述优化目标 方程的公式表达如下： 所述约束条件的公式示 意如下： 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； 建立所述约束条件的具体步骤如下： 采用数据挖掘方法对历史数据进行挖掘， 根据模型应用场景， 确定模型的输出变量， 通 过对历史数据的降维分析， 选择输出变量对应的输入变量； 采用机器学习方法， 训练输出变量与其输入变量间的关系模型； 若模型精度达不到要求， 则通过反复试验方法， 改变该输出对应的输入变量， 继续训练 所述关系模型， 直至精度达 到预设的要求； 根据装置工艺流程， 建立物料的质量平衡和能量平衡模型， 以及减压塔的全塔压降模 型； 结合所述关系模型、 所述物料的质量平衡和能量平衡模型、 所述减压塔的全塔压降模 型， 建立具有多个神经元网络群的常减压装置的AI模型， 用于物理逻辑重建模型中的等式 约束条件； 采用统计方法对历史数据和样本数据进行统计， 获得变量允许的变化范围和设备瓶 颈， 从而获得物理逻辑重 建模型中不等式约束条件， 结合所述等式约束 条件， 形成了物理逻 辑重建模型中的约束条件。 2.根据权利要求1所述的物理逻辑重建方法， 其特征在于， 获取优化变量的初值包括如 下过程：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113420499 B 2通过相似度算法判断是否存在与当前工况相似的历史工况， 若存在相似工况， 则将该 历史工况 的物理逻辑重建结果作为本次工况物理逻辑重建的初值， 用于后续优化求解； 若 不存在相似工况， 则选择最近的稳态工况的物理逻辑重建结果作为初值。 3.根据权利要求1所述的物理逻辑重建方法， 其特征在于， 在模型优化求解时， 基于设 定的现场约束对模型进 行测算是否满足装置特性， 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。 4.根据权利要求1所述的物理逻辑重建方法， 其特征在于， 所述的物理逻辑重建模型的 数据来源 包括： 随时间变化而变化的数据， 包括现场仪表数据和实验室 分析数据； 基于装置的工艺流程， 包括分离流程和换热流程， 建立的机理模型产生的满足装置运 行自然规 律的模拟数据。 5.根据权利要求1所述的物理逻辑重建方法， 其特征在于， 在使用所述物理逻辑重建模 型前， 还判断当前工况是否超出了模型范围， 若超 出范围， 则 在当前工况附近范围进 行工况 增强， 新增部分样本， 然后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， 完成模型自学习。 6.一种炼油厂常减压系统,其特征在于， 该系统用于执行上述权利要求1～5中任一项 所述的物理逻辑重建方法。 7.一种炼油厂催化系统,其特征在于， 该系统用于执行上述权利要求1～5中任一项所 述的物理逻辑重建方法。 8.一种炼油厂加氢系统,其特征在于， 该系统用于执行上述权利要求1～5中任一项所 述的物理逻辑重建方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113420499 B 3