一种原油调度排产方法及系统与流程

本发明涉及原油调度领域，更具体地，涉及一种原油调度排产方法及系统。

背景技术：

目前，国内炼油企业的调度人员一般根据经验制定生产安排进度表对原油进行调度排产，由于调度人员的经验和能力不同，对原油的调度排产效果有很大区别，且无法从全局考虑调度排产的优化问题，因此，现有的人工制定生产安排进度表对原油进行调度排产的方法效率低下，不能适应现代企业生产的要求。

同时，现有的原油调度排产中往往忽略原油掺炼比例对生产成本的影响，造成现有的炼油企业原油调度排产方法成本高且效率低下的问题。

技术实现要素：

本发明公开了一种原油调度排产方法及系统，建立原油掺炼比例计算模型和原油调度排产优化模型，自动生成原油调度排产计划报表，提高了原油调度排产的效率。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种原油调度排产方法，所述方法包括：

获取原油掺炼比例参数与原油调度排产参数；

建立原油掺炼比例计算模型，根据所述原油掺炼比例计算模型与所述原油掺炼比例参数计算原油掺炼比例；

建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案；

依据所述原油掺炼比例与所述原油调度排产方案，生成原油调度排产计划报表。

优选的，所述建立原油掺炼比例计算模型，根据所述原油掺炼比例计算模型与所述原油掺炼比例参数计算原油掺炼比例，包括：

建立原油掺炼比例目标函数根据所述原油掺炼比例参数获得所述原油掺炼比例目标函数的可行域，其中，MinΦ为目标函数，Q₁和Q₂为加权系数，i为原油的种类数，n为掺炼原油总数，j为掺炼后原油物性数，m为掺炼后原油物性总数，a_ji为第i种原油的第j种性质含量，p_j为原油第j种性质含量的掺炼目标，p_j≥0，λ_j为原油第j种性质的权重，λ_j≥0，x_i为第i种原油的掺炼比例，x_i≥0，c_i为第i种原油的采购价格，c_i≥0；

确定原油掺炼比例约束条件，所述原油掺炼比例约束条件具体包括：掺炼后原油酸值、硫含量约束，掺炼后原油密度约束，掺炼后侧线产品收率约束，掺炼后原油物性偏差范围约束，原油掺炼比例归一约束，原油输入流量限制约束，可供掺炼原油总量限制约束，以及原油掺炼比约束；

根据所述原油掺炼比例约束条件，在所述原油掺炼比例目标函数的可行域内利用非线性优化求解器计算最优解，获得所述原油掺炼比例。

优选的，所述建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案，包括：

建立原油调度排产目标函数Z_r,r′,t∈(0,1)，根据所述原油调度排产参数获得所述原油调度排产目标函数的可行域，其中，Minobj为目标函数，Z_r,r′,t为原油罐切换离散变量，Ts为调度排产周期，Nt为原油罐数，t为任一调度时刻，r为任一原油罐，r′为任一不同于r的原油罐，r≠r′；

确定原油调度排产约束条件，所述原油调度排产约束条件具体包括：原油罐切换次数约束，t周期原油罐r中油量限制约束，任何时刻保证的掺炼油种数约束，t周期原油罐物料平衡约束，原油加工负荷的限制约束，原油掺炼比选择约束，以及原油加工切换负荷变化约束；

根据所述原油调度排产约束条件，在所述原油调度排产目标函数的可行域内利用混合整数线性规划求解器计算最优解，获得所述原油调度排产方案。

优选的，所述方法还包括：

监测执行所述原油调度排产计划报表后的实际原油调度排产情况，当原油罐无法正常周转时，重新计算原油掺炼比例并重新获得原油调度排产方案。

优选的，所述方法还包括：

当原油罐无法正常周转时，发出报警信号。

一种原油调度排产系统，所述系统包括：

获取单元，用户获取原油掺炼比例参数与原油调度排产参数；

第一建模单元，用于建立原油掺炼比例计算模型，根据所述原油掺炼比例计算模型与所述原油掺炼比例参数计算原油掺炼比例；

第二建模单元，用于建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案；

生成单元，用于依据所述原油掺炼比例与所述原油调度排产方案，生成原油调度排产计划报表。

优选的，所述第一建模单元包括：

第一获取子单元，用于建立原油掺炼比例目标函数根据所述原油掺炼比例参数获得所述原油掺炼比例目标函数的可行域，其中，MinΦ为目标函数，Q₁和Q₂为加权系数，i为原油的种类数，n为掺炼原油总数，j为掺炼后原油物性数，m为掺炼后原油物性总数，a_ji为第i种原油的第j种性质含量，p_j为原油第j种性质含量的掺炼目标，p_j≥0，λ_j为原油第j种性质的权重，λ_j≥0，x_i为第i种原油的掺炼比例，x_i≥0，c_i为第i种原油的采购价格，c_i≥0；

第一确定子单元，用于确定原油掺炼比例约束条件，所述原油掺炼比例约束条件具体包括：掺炼后原油酸值、硫含量约束，掺炼后原油密度约束，掺炼后侧线产品收率约束，掺炼后原油物性偏差范围约束，原油掺炼比例归一约束，原油输入流量限制约束，可供掺炼原油总量限制约束，以及原油掺炼比约束；

第一计算子单元，用于根据所述原油掺炼比例约束条件，在所述原油掺炼比例目标函数的可行域内利用非线性优化求解器计算最优解，获得所述原油掺炼比例。

优选的，所述第二建模单元包括：

第二获取子单元，用于建立原油调度排产目标函数Z_r,r′,t∈(0,1)，根据所述原油调度排产参数获得所述原油调度排产目标函数的可行域，其中，Minobj为目标函数，Z_r,r′,t为原油罐切换离散变量，Ts为调度排产周期，Nt为原油罐数，t为任一调度时刻，r为任一原油罐，r′为任一不同于r的原油罐，r≠r′；

第二确定子单元，用于确定原油调度排产约束条件，所述原油调度排产约束条件具体包括：原油罐切换次数约束，t周期原油罐r中油量限制约束，任何时刻保证的掺炼油种数约束，t周期原油罐物料平衡约束，原油加工负荷的限制约束，原油掺炼比选择约束，以及原油加工切换负荷变化约束；

第二计算子单元，用于根据所述原油调度排产约束条件，在所述原油调度排产目标函数的可行域内利用混合整数线性规划求解器计算最优解，获得所述原油调度排产方案。

优选的，所述系统还包括：

监测单元，用于监测执行所述原油调度排产计划报表后的实际原油调度排产情况，当原油罐无法正常周转时，重新计算原油掺炼比例并重新获得原油调度排产方案。

优选的，所述系统还包括：

报警单元，用于当原油罐无法正常周转时，发出报警信号。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明提供的原油调度排产方法及系统，获取原油掺炼比例参数与原油调度排产参数，建立原油掺炼比例计算模型，根据所述原油掺炼比例计算模型与所述原油掺炼比例参数得到原油掺炼比例，从而完成对有限可配置原油掺炼比例的优化设定，降低了炼油企业的生产成本，然后再建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案，最后依据所述原油掺炼比例与所述原油调度排产方案，生成原油调度排产计划报表，下达到车间执行，提高了原油调度排产的准确性、可执行性和工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种原油调度排产方法流程图；

图2为本发明实施例公开的一种原油调度排产方法又一方法流程图；

图3为本发明实施例公开的一种原油调度排产方法又一方法流程图；

图4为本发明实施例公开的一种原油调度排产方法又一方法流程图；

图5为本发明实施例公开的一种原油调度排产系统结构示意图；

图6为本发明实施例公开的另一种原油调度排产系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本实施例公开了一种原油调度排产方法，具体包括以下步骤：

步骤S101：获取原油掺炼比例参数与原油调度排产参数；

具体的，原油掺炼比例参数包括：原油种类、原油供应量、掺炼侧线目标物性、掺炼后侧线收率、掺炼后侧线物性、加权系数，以及掺炼比例初始值；原油调度排产参数包括：排产周期、各原油罐初始库存、原油计划到库时间、原油计划到库量，以及加工品种罐。

步骤S102：建立原油掺炼比例计算模型，根据所述原油掺炼比例计算模型与所述原油掺炼比例参数计算原油掺炼比例；

具体的，所述原油掺炼比例计算模型包括原油掺炼比例目标函数与原油掺炼比例约束条件。

所述原油掺炼比例为各种原油在掺炼中所占的比例。

步骤S103：建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案；

具体的，所述原油调度排产优化模型包括：原油调度排产目标函数与原油调度排产约束条件。

所述原油调度排产方案包括原油品种加工和原油罐切换顺序。

步骤S104：依据所述原油掺炼比例与所述原油调度排产方案，生成原油调度排产计划报表。

具体的，依据所述原油掺炼比例与所述原油调度排产方案，自动生成原油调度排产计划报表，企业可以根据实际需求定制报表模板，使系统自动生成符合定制模板的原油调度排产计划报表，报表的格式可以为Excel等格式。

可以理解的是，生成的报表将会下达到各装置车间执行。

本发明提供的原油调度排产方法，获取原油掺炼比例参数与原油调度排产参数，建立原油掺炼比例计算模型，根据所述原油掺炼比例计算模型与所述原油掺炼比例参数得到原油掺炼比例，从而完成对有限可配置原油掺炼比例的优化设定，降低了炼油企业的生产成本，然后再建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案，最后依据所述原油掺炼比例与所述原油调度排产方案，生成原油调度排产计划报表，下达到车间执行，提高了原油调度排产的准确性、可执行性和工作效率。

请参阅图2，所述建立原油掺炼比例计算模型，根据所述原油掺炼比例计算模型与所述原油掺炼比例参数计算原油掺炼比例的具体执行过程如下：

步骤S201：建立原油掺炼比例目标函数根据所述原油掺炼比例参数获得所述原油掺炼比例目标函数的可行域；

具体的，原油掺炼比例目标函数中，MinΦ为目标函数，Q₁和Q₂为加权系数，i为原油的种类数，n为掺炼原油总数，j为掺炼后原油物性数，m为掺炼后原油物性总数，a_ji为第i种原油的第j种性质含量，p_j为原油第j种性质含量的掺炼目标，p_j≥0，λ_j为原油第j种性质的权重，λ_j≥0，x_i为第i种原油的掺炼比例，x_i≥0，c_i为第i种原油的采购价格，c_i≥0。所述原油掺炼比例目标函数的目标是使掺炼后的原油物性处于设定目标值范围内，且偏差最小，同时，需要考虑生产成本在内的经济最优，其中，第一项为加权性质偏差最小，第二项为生产成本最小化。

步骤S202：确定原油掺炼比例约束条件；

具体的，所述原油掺炼比例约束条件具体包括：

掺炼后原油酸值、硫含量约束：

其中，为掺炼后原油酸值、硫含量，a_j,min，a_j,max为掺炼后原油酸值、硫含量下限和上限。

掺炼后原油密度约束：

其中，为掺炼后原油密度，ρ_i,min，ρ_i,max为掺炼后原油密度下限和上限。

掺炼后侧线产品收率约束：

b_k,min≤pR_k≤b_k,max

其中，pR_k为掺炼后侧线产品收率，k为侧线产品数，b_ki为各原油对应侧线产品经验收率，b_k,min，b_k,max为掺炼后侧线产品收率的下限和上限。

掺炼后原油物性偏差范围约束：

其中，p_j,min，p_j,max为掺炼后原油物性偏差范围下限和上限。

原油掺炼比例归一约束：

其中，x_i为第i种原油的掺炼比例。

原油输入流量限制约束：

wX≤tB

其中，B为各原油输入管线最大流速，B＝[b₁,b₂,...b_n]^T，B≥0，w为当前掺炼原油总量，w≥0，t为当前原油掺炼预计执行时间，t≥0。

可供掺炼原油总量限制约束：

V_min≤wX≤V_max

其中，V_min，V_max为各掺炼管线连接的各掺炼罐可供掺炼总量下限和上限。

原油掺炼比约束：

X_min≤X≤X_max

其中，X_min，X_max为预先设定的各原油掺炼比的下限和上限。

步骤S203：根据所述原油掺炼比例约束条件，在所述原油掺炼比例目标函数的可行域内利用非线性优化求解器计算最优解，获得所述原油掺炼比例。

请参阅图3，所述建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案，具体包括以下步骤：

步骤S301：建立原油调度排产目标函数Z_r,r′_,t∈(0,1)，根据所述原油调度排产参数获得所述原油调度排产目标函数的可行域；

具体的，在，原油调度排产目标函数中，Minobj为目标函数，Z_r,r′,t为原油罐切换离散变量，Ts为调度排产周期，Nt为原油罐数，t为任一调度时刻，r为任一原油罐，r′为任一不同于r的原油罐，r≠r′。原油调度排产目标函数的目的是使原油罐的切换费用最小。

步骤S302：确定原油调度排产约束条件；

具体的，原油调度排产约束条件的目的是：优化安排原油品种加工和原油罐切换顺序，同时降低常减压装置操作费用。

所述原油调度排产约束条件具体包括：

原油罐切换次数约束：

Z_r,r′,t≥D_r,t+D_r′,t-1-1；D_r,t∈(0,1)

其中，D_r,t，D_r′,t-1分别为t时刻r原油罐加工离散变量，t-1时刻r′原油罐加工离散变量。

t周期原油罐r中油量限制约束：

V_r,min≤V_r,t≤V_r,max

其中，V_r,t为t周期原油罐r中油量，V_r,min，V_r,max为t周期原油罐r中油量的下限和上限。

任何时刻保证的掺炼油种数约束：

其中，Nc，Nd分别为掺炼油种数和主导原油数，rd为主导原油罐，D_rd,t为t时刻主导原油罐加工的离散变量。

t周期原油罐物料平衡约束：

V_r,t＝V_r,t-1+Fb_r,t-F_r,t

其中，V_r,t-1，Fb_r,t，F_r,t分别为t-1时刻原油罐r中油量，t时刻原油计划到库量，t时刻原油库存，V_r,0为初始原油库存。

原油加工负荷的限制约束：

M_r,minD_r,t≤F_r,t≤M_r,maxD_r,t

其中，M_r,min，M_r,max为原油加工负荷的下限和上限。

原油掺炼比选择约束：

其中，C_r,t为原油掺炼比选择的离散变量，K_r,t为所述原油掺炼比例计算模型计算得到的原油掺炼比例。

原油加工切换负荷变化约束：

ΔF_r,minZ_r,r′,t≤F_r,t-F_r′,t-1≤ΔF_r,maxZ_r,r′,t

其中，ΔF_r,min，ΔF_r,max为原油加工切换负荷变化的下限和上限。

步骤S303：根据所述原油调度排产约束条件，在所述原油调度排产目标函数的可行域内利用混合整数线性规划求解器计算最优解，获得所述原油调度排产方案。

请参阅图4，所述方法还包括：

步骤S105：监测执行所述原油调度排产计划报表后的实际原油调度排产情况，当原油罐无法正常周转时，重新计算原油掺炼比例并重新获得原油调度排产方案。

可以理解的是，当生成所述原油调度排产计划报表后，会将所述原油调度排产计划报表后下发到各个车间，各个车间执行所述原油调度排产计划报表后进行实际原油调度排产，监测实际原油调度排产情况，当原油罐无法正常周转时，说明实际原油调度排产与所述原油调度排产计划报表中的调度排产方案出现了较大的偏差，需要根据此时的原油掺炼比例参数与原油调度排产参数重新计算原油掺炼比例并重新获得原油调度排产方案，生成新的原油调度排产计划报表，并下发到各个车间，使各个车间执行新的原油调度排产计划报表进行原油调度排产。

具体的，当原油罐无法正常周转时，发出报警信号。报警信号包括：蜂鸣、语音提示信息或报警灯光闪烁等任何一种能够起到提示作用的方式。

基于上述实施例公开的原油调度排产方法，本实施例对应公开了一种原油调度排产系统，请参阅图5，所述系统包括：

获取单元101，用户获取原油掺炼比例参数与原油调度排产参数；

具体的，获取单元101获取原油掺炼比例参数与原油调度排产参数，原油掺炼比例参数包括：原油种类、原油供应量、掺炼侧线目标物性、掺炼后侧线收率、掺炼后侧线物性、加权系数，以及掺炼比例初始值；原油调度排产参数包括：排产周期、各原油罐初始库存、原油计划到库时间、原油计划到库量，以及加工品种罐。获取单元101将上述参数发送到第一建模单元102和第二建模单元103，为原油掺炼比例和原油调度排产方案的计算提供数据基础。

第一建模单元102，用于建立原油掺炼比例计算模型，根据所述原油掺炼比例计算模型与所述原油掺炼比例参数计算原油掺炼比例；

第二建模单元103，用于建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案；

生成单元104，用于依据所述原油掺炼比例与所述原油调度排产方案，生成原油调度排产计划报表。

本实施例公开的原油调度排产系统，通过获取单元101获取原油掺炼比例参数与原油调度排产参数，通过第一建模单元102，建立原油掺炼比例计算模型，得到原油掺炼比例，从而完成对有限可配置原油掺炼比例的优化设定，降低了炼油企业的生产成本，然后再通过第二建模单元103，建立原油调度排产优化模型，根据所述原油调度排产优化模型、所述原油掺炼比例和所述调度排产参数生成原油调度排产方案，最后通过生成单元104，依据所述原油掺炼比例与所述原油调度排产方案，生成原油调度排产计划报表，下达到车间执行，提高了原油调度排产的准确性、可执行性和工作效率。

请参阅图6，所述第一建模单元102包括：

第一获取子单元107，用于建立原油掺炼比例目标函数根据所述原油掺炼比例参数获得所述原油掺炼比例目标函数的可行域，其中，MinΦ为目标函数，Q₁和Q₂为加权系数，i为原油的种类数，n为掺炼原油总数，j为掺炼后原油物性数，m为掺炼后原油物性总数，a_ji为第i种原油的第j种性质含量，p_j为原油第j种性质含量的掺炼目标，p_j≥0，λ_j为原油第j种性质的权重，λ_j≥0，x_i为第i种原油的掺炼比例，x_i≥0，c_i为第i种原油的采购价格，c_i≥0；

第一确定子单元108，用于确定原油掺炼比例约束条件，所述原油掺炼比例约束条件具体包括：掺炼后原油酸值、硫含量约束，掺炼后原油密度约束，掺炼后侧线产品收率约束，掺炼后原油物性偏差范围约束，原油掺炼比例归一约束，原油输入流量限制约束，可供掺炼原油总量限制约束，以及原油掺炼比约束；

第一计算子单元109，用于根据所述原油掺炼比例约束条件，在所述原油掺炼比例目标函数的可行域内利用非线性优化求解器计算最优解，获得所述原油掺炼比例。

所述第二建模单元包括：

第二获取子单元110，用于建立原油调度排产目标函数Z_r,r′,t∈(0,1)，根据所述原油调度排产参数获得所述原油调度排产目标函数的可行域，其中，Minobj为目标函数，Z_r,r′,t为原油罐切换离散变量，Ts为调度排产周期，Nt为原油罐数，t为任一调度时刻，r为任一原油罐，r′为任一不同于r的原油罐，r≠r′；

第二确定子单元111，用于确定原油调度排产约束条件，所述原油调度排产约束条件具体包括：原油罐切换次数约束，t周期原油罐r中油量限制约束，任何时刻保证的掺炼油种数约束，t周期原油罐物料平衡约束，原油加工负荷的限制约束，原油掺炼比选择约束，以及原油加工切换负荷变化约束；

第二计算子单元112，用于根据所述原油调度排产约束条件，在所述原油调度排产目标函数的可行域内利用混合整数线性规划求解器计算最优解，获得所述原油调度排产方案。

所述系统还包括：

监测单元105，用于监测执行所述原油调度排产计划报表后的实际原油调度排产情况，当原油罐无法正常周转时，重新计算原油掺炼比例并重新获得原油调度排产方案。

具体的，所述监测单元105实时对实际原油调度排产情况进行检测，避免了实际原油调度排产与所述原油调度排产计划报表中的调度排产方案出现了较大的偏差，不能有效地控制原油调度排产的问题。

报警单元106，用于当原油罐无法正常周转时，发出报警信号。

需要说明的是，报警单元106发出报警信号的方式包括：蜂鸣、语音提示信息或报警灯光闪烁等任何一种能够起到提示作用的方式。

可以理解的是，本实施例公开的原油调度排产系统与上述实施例公开的原油调度排产方法相对应，系统中的具体参数和描述请参阅上述实施例公开的原油调度排产方法，在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。