[发明专利]一种面向沥青质控制的原油在线调合方法

权利要求书

1.一种面向沥青质控制的原油在线调合优化方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤a：调和参数初始化，设定原油各掺炼线即各组分油占比的下限和上限；

步骤b：选择优化目标；

步骤c：建立目标函数和约束条件，约束条件包括了沥青生产中特有的沥青针入度指数的非线性约束条件；

步骤d：求最优解；

步骤e：控制系统执行最优解。

2.根据权利要求1所述的一种面向沥青质控制的原油在线调合优化方法，其特征在于步骤b中所述优化目标为成本最小。

3.根据权利要求1或2所述的一种面向沥青质控制的原油在线调合优化方法，其特征在于步骤c中所述目标函数和约束条件为下式：

Φ(X)=Σi=1ncixi]]>

s.t.Σi=1nxi=1]]>

P1min≤Σi=1na1ixi≤P1max]]>

P2min≤Σi=1na2ixi≤P2max]]>

P3min≤Σi=1na3ixi≤P3max]]>

PImin≤Σi=1nxiWTiPIiΣi=1nxiWTi≤PImax]]>

wX≤V

X_min≤X≤X_max

式中，Φ(X)为目标函数；n表示原油掺炼线即组分油的个数；x_i为第i种组分油的占比，x_i≥0，c_i为第i种组分油的采购价格，c_i≥0；a_1i为第i种组分油的硫含量，a_1i≥0，P_1min为调合后原油的硫含量下限，P_1min≥0，P_1max为调合后原油的硫含量上限，P_1max≥0；a_2i为第i种组分油的酸含量，a_2i≥0，P_2min为调合后原油的酸含量下限，P_2min≥0，P_2max为调合后原油的酸含量上限，P_2max≥0；a_3i为第i种组分油的石脑油收率，a_3i≥0，P_3min为调合后原油的石脑油收率下限，P_3min≥0，P_3max为调合后原油的石脑油收率上限，P_3max≥0；WT_i为第i种组分油的减压渣油收率，WT_i≥0；PI_i为第i种组分油的沥青针入度指数，PI_min为调合后原油的沥青针入度指数下限，PI_max为调合后原油的沥青针入度指数上限；w为本批次调合总量，w≥0；V为与各组分油连接的调合罐可供调合总量，V＝[v₁,v₂…v_n]^T，V≥0；X为组分油的占比，X＝[x₁,x₂…x_n]^T，X≥0；X_min和X_max分别为步骤a中设定的掺炼原油占比下限和上限，

X_min＝[x_1min,x_2min…x_nmin]^T,X_min≥0，

X_max＝[x_1max,x_2max…x_nmax]^T，X_max≥0。

4.根据权利要求3所述的一种面向沥青质控制的原油在线调合优化方法，其特征在于步骤d中所述的求最优解的方法是采用遗传算法对目标函数进行求解，具体包括以下步骤：

步骤1：对组分油的占比x₁,x₂…x_n采用二进制编码，编码长度分别为10，x₁＝[y₁ y₂ … y₁₀],x₂＝[y₁₁ y₁₂ … y₂₀]…x_n＝[y_10n-9 y_10n-8 … y_10n],随机产生群体大小为50、编码长度为10n的初始种群A：

A=y11···y101y111···y201···y10n-91···y10n1y12···y102y112···y202···y10n-92···y10n2··················y150···y1050y1150···y2050···y10n-950···y10n50]]>

设置最大进化数T。

步骤2：设计适应度函数F(X)，将约束条件用罚函数法化归到适应度函数F(X)中；

首先，将原油性质约束条件转化为下式的形式：

g_j(x_i)≥0

式中，x_i表示第i种组分油的占比，x_i≥0；g_j为第j个性质约束条件，j＝1,2,…m；

然后，采用下式设计适应度函数F(X)：

F(X)=1Σi=1ncixi+M(Σi=1nxi-1)2+MΣj=1m[min(0,gj(xi))]2]]>

式中，x_i表示第i种组分油的占比，x_i≥0；c_i为第i种组分油采购价格，c_i≥0；M为罚函数参数；g_j(x_i)为i种组分油调后的第j个性质约束条件，j＝1,2,…m，i＝1,2,3,…n；

步骤3：计算种群中个体适应度；

步骤4：判断种群数量是否达到最大种群数T，若达到，则选择适应度最高的个体作为最优解输出并结束计算；否则进行步骤5；

步骤5：对种群进行选择、交叉和变异后获得新种群，返回步骤3。