炼化生产计划优化中的分子建模方法

为了实现生产方案优化,提高石油炼化加工效益,应用模型开展生产计划优化测算是国内外石化企业的普遍做法。当前国内一些企业采用的传统炼化生产计划优化模型比较宏观,无法精确反映原料组分变化对产品收率和性质的影响,因此有必要在优化模型中引入分子管理理念,实现装置的分子水平建模。文章提出一种在全厂炼化计划优化模型中开展分子建模的方法:首先将二次反应装置构建为多个逻辑装置,其次采用多Delta-base结构描述反应后分子产物随原料组分变化的关系,最后采用分方案物性传递技术将分子组分合成为实际产物以实现产品组分的动态计算。该方法在自主研发的国产炼化计划优化软件平台RIPO上实现。采用某企业数据,建立了包括常减压蒸馏、连续重整和芳烃联合装置分子模型的全厂生产计划优化模型。结果表明,该方法可以实现精细化的分子水平建模和优化,优化结果反映了原料组分及加工方案对目标产品收率和性质的影响,为提高炼化经济效益提供了支持。

“碳双控”形势下炼化企业的生产经营计划优化

随着我国“双碳”战略稳步推进,从能源消耗总量和强度双控(能耗双控)转向碳排放总量和强度双控(碳排放双控)的新形势对石油石化行业节能减碳提出了更高的要求。本研究从石化产业链的关键环节——炼化生产经营和计划优化的角度出发,探索炼化企业在不改变现有生产工艺和能源结构、不增加额外投资的前提下,通过优化生产方案实现碳减排的新途径。通过梳理某炼化一体化企业A和燃料型企业B的生产过程碳排放情况,创新间接排放因子计算方法,对企业每套装置的碳排放量进行精准测算,将炼油厂的碳排放量测算精度从全厂级别推进到装置级别。并进一步将装置的碳排放量纳入生产计划优化模型,研究了装置级碳排放对企业计划优化的影响,研究发现在原油加工量和乙烯产量等条件不变的情况下优化减碳空间至少3%,为A和B企业在实际生产中提供了切实可行的碳减排解决方案。

炼化企业生产计划优化软件现状分析及展望

为了实现经济效益最大化,很多大型炼化企业和研究机构都开发了具有自主知识产权的计划优化软件。通过介绍已有的炼化一体计划优化软件的功能、模型特点及应用现状,帮助企业计划人员更好地选择和使用软件;分析炼化计划模型应用存在的问题,阐述了未来发展的趋势。随着算法和算力的提升,计划优化软件将向更细颗粒度方向发展,为企业提升效益发挥越来越重要的作用。

炼油装置计划优化预测模型的创建

随着炼化企业在生产计划的准确性、调度排产精确度方面的要求逐年提高,对于智能化排产软件的需求越来越高。与传统构建装置反应机理模型的方式不同,文章提供了一种基于随机森林算法创建炼油装置预测模型的方法,并在实际运用中取得较好效果。

基于机理的蒸汽裂解模型在生产计划优化中的应用探索

以某炼化一体化企业的乙烯蒸汽裂解装置为例,生产计划优化模型实现与蒸汽裂解机理模型的无缝集成是非常有意义的探索。介绍了乙烯蒸汽裂解装置在生产计划优化模型中采用非线性建模技术,集成了裂解炉模拟机理模型,并采用回归工具得到适用于生产计划优化模型的外挂机理模型XLP文件,用于模型的优化计算,可优选乙烯原料选择、优化裂解操作参数,得到更加精确的装置收率计算结果,实现从原油到石脑油的性质传递和计算,提高了企业计划优化模型的精细化水平,为企业优化生产、降本增效提供了有力支撑。

S-GROMS在炼油企业计划优化中的应用

全局资源优化模型系统(S-GROMS)是通过建立流程工业模型模拟炼化企业的生产经营过程实现生产计划编制及优化的工业软件。本文介绍了某炼化企业使用S-GROMS进行炼油生产计划优化,并为生产经营提供决策辅助,验证了优化模型对炼油企业原油采购、生产方案和产品结构调整等生产计划优化以及生产计划对接的全局优化能力,为炼化企业依托智能优化技术提升经济效益探索了可行路径。

炼化企业生产计划优化模型测算应用研究

生产计划优化软件适用于流程行业的生产计划业务,主要包括炼油化工、煤化工、天然气化工、精细化工等行业。目前世界范围内市场占有率较高的Aspen PIMS软件功能强大、应用广泛,石化盈科信息技术有限责任公司利用它实现了某石化集团生产企业的业务全覆盖,对该集团模型、一体化模型、单企业模型的建设和测算服务经验丰富。文中针对某企业的主要业务方向,包括原油保本点、对二甲苯(PX)价格敏感性、外购C_(8)流向、出口汽油产量等方面,进行了模型测算,并从中提炼了该企业的盈利能力分析模型,对该企业的经营效益及其石化园区的经济发展决策起到了举足轻重的指导作用。

基于费用最小的铁路牵引接触网维修计划优化模型

合理优化牵引接触网维修计划是确保电气化铁路电力稳定输送、系统高效运营的重要前提条件之一。本文构建以系统可靠性为约束条件的、基于维修费用最小的接触网维修计划优化模型。考虑到接触网系统中设备连接关系,设计了基于单设备维修计划优化的启发式求解算法流程,提出基于系统可靠性分析的牵引接触网维修计划调整方法。以某牵引供电分区实际调研数据为基础开展案例研究,验证所建模型及求解方法的有效性和适用性。

基于自适应混合差分进化算法的水火电力系统短期发电计划优化

针对水火电力系统发电计划优化问题,引入差分进化(differential evolution,DE)算法,提出了一种自适应混合差分进化算法(adaptive hybrid differential evolution,AHDE)。该算法在计算过程中自适应调整交叉算子,保持了种群的多样性,提高了算法的全局搜索能力,克服了DE在寻优过程中容易早熟收敛的缺点。同时针对AHDE难以处理实际工程中复杂约束条件问题,提出了一种适合AHDE的约束处理方法。将AHDE应用于求解某水火电力系统的发电计划优化问题,与其他求解方法的对比表明,AHDE求解精度高、计算速度快。

松弛约束发电计划优化模型和算法

安全约束机组组合和安全约束经济调度是发电计划优化的核心,算法鲁棒性是影响其工程应用的关键因素。在对通用安全约束机组组合优化模型分析基础上,提出安全约束发电计划的松弛约束模型。通过松弛机组发电量约束、环保约束、网络约束、机组速率约束和机组调节范围约束等,提高算法收敛性能。文中所提出的模型和算法已成功应用于某省级电网。

基于费用最小的铁路牵引变电所维修计划优化模型

合理优化牵引变电所维修计划是电气化铁路稳定、高效运营的重要保障。本文在分析牵引变电所结构与设备可靠性基础上,建立以可靠性为约束条件的维修费用最小维修计划优化模型。考虑到牵引变电所系统构成的复杂性,进一步设计基于单个设备维修计划优化的启发式求解算法流程,提出基于可靠性分析的牵引变电所维修计划调整方法。本文还以电气化铁路牵引变电所的实际调研数据为基础开展案例研究,验证所构建模型与求解算法的有效性与实用性。

基于可靠性最大的铁路牵引变电所维修计划优化模型

合理优化牵引变电所维修计划是确保电气化铁路稳定、高效运营的重要前提条件.本文在分析牵引变电所结构特征与设备可靠性、建立维修费用计算方法的基础上,构建以维修费用为约束条件的、基于可靠性最大的维修计划优化模型.考虑到牵引变电所构成的复杂性,本文进一步设计了基于单个设备维修计划优化的启发式求解算法流程,提出基于供电系统可靠性分析的牵引变电所维修计划调整方法.本文还以电气化电路牵引变电所的实际调研数据为基础开展案例研究,应用所建模型及求解方法获得维修计划优化方案,验证了优化模型与求解算法的有效性与实用性.

露天煤矿生产计划优化

基于浮锥排除法原理以及柱状煤层模型,在已知境界中产生地质最优采场序列.建立动态排序模型,以净现值最大为目标函数,用动态规划方法找出最优开采路径作为最优开采方案,实现开采顺序、生产能力及开采寿命三大要素的同时优化.将上述方法应用于某露天煤矿得出,该矿山开采时间为39年,年生产能力为1 649万t,不考虑基建投资的生产净现值为339.98亿;同时给出了每年岩石及表土剥离量和具体的开采位置,为矿山生产决策者提供了有力手段.

鼻咽癌调强放疗中对危及器官勾画及计划优化改进的剂量学探讨

【目的】研究不同T分期和N分期下危及器官(OAR)的剂量学分布特点,对鼻咽癌调强放射治疗中的危及器官勾画和放疗计划优化的改进进行初步探讨,找出能精简的或是在优化条件下可以改进的OAR,指导以后的放疗工作,使今后放疗计划的优化和实施更加合理有效。【方法】选取2013年6月至2014年8月期间,连续收治的148例初诊鼻咽癌患者,勾画全套的OAR,并筛选出一些有研究价值的OAR,并将它们的剂量数据进行收录汇总,采用SPSS 19.0进行统计,比较这些OAR在不同分期下剂量的平均值,找出它们与T、N分期的关系,再统计出不同分期下剂量超量情况,归纳其特点,找出可以精简的OAR或是需要改进的优化参数。【结果】与T分期相关在特定分期绝大部分患者不超量的OAR有:眼球(T1-T4),晶体(T1-T2)。与N分期相关在特定分期绝大部分患者不超量的OAR有:声门喉(N0-N3)、声门上喉(N0-N1)、下咽缩肌(N0)、气管(N0-N1)、口腔(N0-N1)、臂丛神经(N0)。其余的OAR在各个分期均存在不同程度的超量。【结论】对于眼球、晶体这些在特定分期很容易满足剂量限制的OAR,评价放疗计划时可以不做过多关注,在优化计划时,对这些OAR可以考虑给一个相对较低的权重,以降低其它OAR的优化负担。而对于中耳、内耳这些非常容易超量的OAR,则需要改进优化条件,力求满足或尽量满足其限制剂量。对于喉、臂丛神经这些在特定分期不超量且理论上能够精简的结构,我们可以尝试性地精简它们。

基于改进微粒群算法的水火电力系统短期发电计划优化

微粒群算法(PSO)来源于对社会模型的模拟,是一种随机全局优化技术。该算法简单,容易实现,且功能强大。文中对PSO进行了改进,引入了“分群”和“灾变”思想,并应用于求解水火电力系统的短期有功负荷最优分配问题。通过具体算例验证了改进PSO算法的有效性,而且其收敛速度比遗传算法(GA)快,求解精度比普通的:PSO和GA的高。

基于机场延误预测的航班计划优化研究

随着航空运输业的快速发展,航班延误及传播问题越来越严重.本文建立基于航班串的贝叶斯网络模型模拟航班延误波及和航班间延误的相互关系,揭示不正常运营条件对航班计划可靠性的影响.根据对航班运营可靠性的分析找出航班串中的薄弱环节,即关键机场,运用加权马尔科夫链模型对关键机场的整体延误状态进行预测,反映机场随机因素对航班串中延误传播的影响.从而更准确地预测航班延误状况,并根据预测结果对航班计划进行相应调整,以提高航班计划运营可靠性.

考虑电网脆弱性的电网发电计划优化

国内外发生的一系列大停电事故充分暴露了大型互联电网的脆弱性。为综合评价当前电网的脆弱特性,评估电网抵御连锁故障的能力,提出一种能够考虑电网脆弱性的发电计划优化策略。首先,提出电网整体脆弱性综合评价指标,该指标包含电网平均脆弱性并兼顾了电网脆弱性分布均衡程度。然后,将该指标和经济性目标均达到最小作为发电计划优化目标,建立考虑电网脆弱性的电网发电计划的多目标优化模型。最后,提出一种将ε-约束算法和改进PSO算法相结合的多目标优化算法,对搭建的模型进行求解,可保证Pareto解集的均匀性和有效性。对某省级规模电网进行仿真分析。

用于提高输电通道输送功率限额的日前发电计划优化方法

文章基于发输电耦合特性,提出了用于提高输电通道输送功率限额的日前发电计划优化方法。该方法在分析输电通道输送功率限额与常规电源组合方式耦合关系的基础上,制定了日前常规电源发电计划的原则,并将基于电气距离的日前常规电源发电组合方法和基于惯性时间常数的日前发电机组发电方法相结合,提出了日前发电计划优化方法。通过仿真计算,该方法可显著提高输电通道输送功率限额,提升了风电外送消纳水平。

基于SCG算法的调强放疗计划优化

梯度算法是目前商用调强放疗(IMRT)计划系统中最常用的算法,SCG(scaled conjugate gradient)算法很好地解决了梯度算法中线性搜索过程带来的求二阶导数的问题,进一步提高了梯度算法的性能。将笔射束核模型应用于IMRT剂量计算,并用SCG算法实现了IMRT计划优化中射束权重的优化,给出了优化结果并进行了讨论。

基于期望值二层规划的输电线路检修计划优化

针对输电线路检修计划优化问题(TMSOP),考虑负荷、发电机出力、线路故障率及检修资源的不确定性,建立基于期望值二层规划的优化模型.模型计及系统静态安全风险,对不安全现象的概率和后果进行综合评估,并将风险指标用静态安全控制成本来量化计入目标函数中.利用蒙特卡罗方法、内点法、粒子群算法和禁忌表等混合智能优化算法来求解模型的Nash均衡和Stackelberg-Nash均衡.优化结果不仅确定了线路检修计划和检修资源安排,还明确了检修期间输电网风险最低的运行方式.最后通过IEEE-RTS的算例验证了模型和算法的可行性.