發(fā)布時(shí)間：2018-06-02 16:03

  本文選題：石化企業(yè) + 計(jì)劃調(diào)度　； 參考：《浙江大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著當(dāng)前世界對(duì)能源消耗需求不斷增加,對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),以及石化原料市場(chǎng)和需求市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)急劇增加,傳統(tǒng)石化企業(yè)更需要提升企業(yè)的運(yùn)作效率,在各個(gè)層面上優(yōu)化成本,增加利潤,并且應(yīng)對(duì)工廠內(nèi)部和市場(chǎng)環(huán)境的各種不確定風(fēng)險(xiǎn)。因此研究石化企業(yè)的計(jì)劃調(diào)度和綜合集成問題,分析多源不確定性,并且研究系統(tǒng)整體大規(guī)模運(yùn)行問題的求解算法和不確定性處理方法具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。本文在綜述了石化企業(yè)計(jì)劃調(diào)度和集成優(yōu)化的主要問題和不確定性算法的基礎(chǔ)上,以石化企業(yè)煉油和烯烴生產(chǎn)的背景出發(fā),從企業(yè)的上游到下游,從局部到整體,站在企業(yè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)管理,關(guān)鍵流程建模構(gòu)造和整體運(yùn)行優(yōu)化的三個(gè)層次上對(duì)調(diào)度優(yōu)化問題,計(jì)劃優(yōu)化問題,大規(guī)模集成優(yōu)化問題,不確定性處理問題做了深入研究,揭示了化工生產(chǎn)過程中生產(chǎn)流程與企業(yè)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),企業(yè)系統(tǒng)行為特征和整體效益之間的聯(lián)系,使得不同層面的計(jì)劃調(diào)度研究聯(lián)系成為一個(gè)整體。最終系統(tǒng)性地建立了針對(duì)石化企業(yè)復(fù)雜不確定性環(huán)境下系統(tǒng)整體運(yùn)行和集成計(jì)劃調(diào)度的理論方法。以典型的煉油烯烴產(chǎn)業(yè)中的原油采購,生產(chǎn)加工,庫存管理應(yīng)用為例,進(jìn)行企業(yè)級(jí)的綜合運(yùn)行優(yōu)化研究,通過這一理論體系的實(shí)際應(yīng)用最終可以達(dá)到提高整體效益,預(yù)防并實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)多源風(fēng)險(xiǎn)的目的。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：(1)面對(duì)石化企業(yè)庫存管理的應(yīng)用需求,站在風(fēng)險(xiǎn)管理的角度上提出了一種針對(duì)原油調(diào)度操作的全面再調(diào)度策略。該策略并分別覆蓋了離散時(shí)間建模和連續(xù)時(shí)間建模的兩種主要建模方式,對(duì)多種不確定性進(jìn)行了處理。在離散時(shí)間模型下,結(jié)合啟發(fā)式的搜索算法和再優(yōu)化策略產(chǎn)生新的調(diào)度方案。在連續(xù)時(shí)間模型下,提出了一個(gè)全新的再優(yōu)化連續(xù)時(shí)間模型,通過引入不確定性約束和啟發(fā)式經(jīng)驗(yàn)約束來快速得到穩(wěn)定的優(yōu)化解。由此,解決了實(shí)時(shí)狀態(tài)下被動(dòng)不確定性干擾處理的問題,系統(tǒng)性地給出了多種建模方式下的再調(diào)度算法。(2)研究石化企業(yè)系統(tǒng)關(guān)鍵流程建模構(gòu)造,分析了乙烯裂解爐在實(shí)際生產(chǎn)過程中的操作特征和主要操作模式,提出了一個(gè)混合整數(shù)非線性優(yōu)化的循環(huán)調(diào)度模型,在最佳循環(huán)周期下最大化平均利潤。針對(duì)這一模型建立了迭代的啟發(fā)式規(guī)則算法,有效地解決了這一循環(huán)調(diào)度問題。(3)從系統(tǒng)整體運(yùn)行優(yōu)化角度出發(fā),首次提出了一種協(xié)同上游石腦油庫存調(diào)度和下游乙烯裂解爐循環(huán)調(diào)度的集成框架,使得調(diào)度指令在不同區(qū)域間可以反饋更新。建立了中間調(diào)度模型,引入實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的順序裂解操作,不斷協(xié)調(diào)迭代求解下游裂解爐循環(huán)調(diào)度問題和上游庫存調(diào)度問題的調(diào)度方案,并讓解協(xié)同并趨于一致,最終保證了上下游方案的可行性和一致性。該協(xié)調(diào)集成框架作為集成計(jì)劃調(diào)度整體運(yùn)行優(yōu)化的重要環(huán)節(jié),進(jìn)一步解決了如何在企業(yè)不同系統(tǒng)間進(jìn)行協(xié)同并提升效益的問題。(4)將乙烯裂解爐的重要操作特征和工廠整體運(yùn)行優(yōu)化結(jié)合考慮,提出了乙烯工廠固定長周期內(nèi)的集成計(jì)劃調(diào)度模型。在該問題中,由于時(shí)間尺度的不一致,本文將批次調(diào)度時(shí)間和連續(xù)時(shí)間通過建模協(xié)同,形成了一個(gè)全局連續(xù)時(shí)間下的大規(guī)模MINLP模型�？紤]到傳統(tǒng)求解方法和一般求解器的限制,針對(duì)這一大規(guī)模模型的特殊結(jié)構(gòu),提出了一種啟發(fā)式的混雜拉格朗日分解算法對(duì)該問題進(jìn)行特殊處理。實(shí)際案例表明,這一算法可以有效地解決一般工廠上下游的復(fù)雜集成計(jì)劃調(diào)度問題,并專門對(duì)非線性進(jìn)行處理,相比于傳統(tǒng)算法在不同計(jì)劃調(diào)度的初始條件下都具有更好的表現(xiàn)。(5)提出了一種基于組合機(jī)會(huì)約束和獨(dú)立機(jī)會(huì)約束的乙烯工廠不確定性計(jì)劃模型。從整體風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防性管理角度出發(fā),面對(duì)乙烯工廠的短周期計(jì)劃問題中物料供應(yīng)和產(chǎn)品需求波動(dòng)的不確定性,從供應(yīng)端和需求端分別采用獨(dú)立機(jī)會(huì)約束和組合機(jī)會(huì)約束對(duì)計(jì)劃不確定性進(jìn)行建模,并采用魯棒優(yōu)化方法來近似獨(dú)立機(jī)會(huì)約束和組合機(jī)會(huì)約束,從而在不增加原本模型的規(guī)模的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)變?yōu)楹线m的確定性問題。為了在近似模型的機(jī)會(huì)約束概率滿意度水平上盡可能優(yōu)化原問題的解,提出了一種新的迭代搜索算法尋找最優(yōu)魯棒集合。這一算法框架克服了整體運(yùn)行優(yōu)化中的對(duì)整體不確定性描述和處理的難點(diǎn),完善了預(yù)防性計(jì)劃調(diào)度的研究內(nèi)容,使得計(jì)劃調(diào)度和整體運(yùn)行優(yōu)化研究在實(shí)際工程應(yīng)用的適用性大大增加。實(shí)際乙烯工廠的案例表明,該組合機(jī)會(huì)約束近似優(yōu)化算法和迭代搜索算法比傳統(tǒng)求解算法具有更好的效果。最后在總結(jié)全文的基礎(chǔ)上,提出了計(jì)劃調(diào)度集成和不確定性算法研究未來可能存在的幾個(gè)熱點(diǎn)問題。
[Abstract]:In this paper , the paper summarizes the main problems and uncertainties in the process of petrochemical enterprise planning and integration , and puts forward a new scheduling algorithm for the whole operation of petrochemical enterprises . In this paper , a new iterative search algorithm is proposed to solve the problem of scheduling problem and to improve the efficiency .
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP301.6;TE65
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本文編號(hào)：1969362