基于分段线性的原油混输调度全局优化算法研究  

Piecewise linearization based global optimization algorithm for crude oil scheduling

作　　者：张帆[1] 朱玉山[1] 

机构地区：[1]清华大学化学工程系,北京100084

出　　处：《计算机与应用化学》2013年第8期835-841,共7页Computers and Applied Chemistry

基　　金：国家自然科学基金资助项目(21276136)

摘　　要：随着激烈的市场竞争,原油混输调度问题成为炼油企业提高核心竞争力的重要环节。有效的原油混输调度策略能够在保证成品油质量的同时,快速响应市场竞争,节约成本,提高收益。本文使用了混合整数非线性规划(MINLP)模型来描述原油混输调度问题,并且对模型进行了与实际操作更为相符的改进,提出了基于分段线性化的求解非凸混合整数非线性规划问题的算法。将非凸的双线性项进行分段线性化可以使非凸的混合整数非线性规划模型近似等价为1个凸的混合整数二次规划(MIQCP)模型,通过使用凸二次规划基于的分支定界算法得到调度问题的近似全局最优解,实现原油混输调度中从港口油轮,到输油管道或存储罐,最后到达分离单元过程的卸载、存储等过程的优化操作。本文通过6个实例验证了文中改进的模型和提出的算法的有效性。结果表明,本文改进的模型和提出的算法可以获得原油混输调度问题的有效调度方案,解决分离单元(CDU)上料不连续、罐内与上料浓度不一致的问题,而且本算法求得的近似全局最优解可以保证在12%的范围内。Crude oil scheduling is a significant problem in the modem refinery which could save large amount of profits by optimizing the unloading, inventory and charging operations. In this paper a mixed-integer non-linear programming （MINLP） model for crude oil scheduling problem is applied and improved, and a piecewise linearization based global optimization algorithm is developed in order to obtain a high-quality near optimum for the original non-convex MINLP problem. Finally, six case studies were used to validate the model and the algorithm, where the concentration discrepancy problem was overcome.

关 键 词：原油混输调度 混合整数非线性规划 分段线性化 全局优化 

分 类 号：TQ015.9[化学工程] TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术]