一种成品油管道顺序输送批量控制方法技术

本发明专利技术提供了一种成品油管道顺序输送批量控制方法，采用首站向下游站场分输，中间站场和末站场接收全部来油的方式运行，计算机根据录入的信息进行处理和更新运行状态变量集，在约束条件下选择满足所述下批次计划量的配泵方式并生成运行方案。实施本发明专利技术的有益效果是：通过计算机实时监控运行状态变量集涉及到的各个参数，结合各站场未来一段时间对于各类油品的需求，来更新并执行满足约束条件的配泵方式，在输送方式发生调整、输送油品种类较多的复杂环境下，提高了计划编排的效率，避免了人工计算可能产生的错误或者误差。另外，最优的配泵方式也确保了成品油的输送过程更加安全、节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成品油顺序输送批量控制策略，特别涉及一种利用计算机进行监控并生成最优控制策略的方法。
技术介绍
批次计划编制是目前成品油管道顺序输送模式下一种调度运行支持系统。在一个批次计划开始之前，各输油站根据当前库存量，上报各种类油品接下来15天的需求。同时，在已知各输油站场日均出库量的条件下，合理安排各阶段计划量，保证在输油计划执行过程中，各输油站不出现断供或者计划量大于罐区空容的情况发生，必须制定出切实可行的配送计划，以满足各类油品资源约束的条件，充分发挥资源的利用效率，达到整体配送成本最低和库存优化控制。前的计划编制普遍采用人工方法，借助固定的计划编制模板，以一种单一且常态化的运行模式，生成管输运行方案。这种方法存在以下几个缺点：(1)依赖于计划编制人员，自动化程度低。(2)一旦计划量发生变化需要调整，由此产生的后续调整较复杂，给计划编制人员带来较大的工作量。(3)在复杂度较低的情况下，人工编制还具有一定的可行性，但是如果输送方式发生调整，或者输送油品种类增加，那人工计算耗时将大大增加。(4)人工计算可能产生错误或者是误差，计划运行的可靠性降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种智能的批次计划编制以及成品油管道批量输送控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术中披露了一种成品油管道批量输送控制方法，本专利技术的技术方案是这样实施的：一种成品油管道顺序输送批量控制方法，包括以下步骤：S1：设定物料平衡方程：设时间点t上，Vct为油库装有第c种油品的总量，QIct为第c种油品往油库的输入量；QOct为第c种油品的出库量，则Vct＝Vct-1+QIct-QOct；设min(Vct)为最低库存量，max(Vct)为最大库容量；则任意时间间隔内，第c种油品的库存量需满足物料平衡方程为min(Vct)≤Vct≤max(Vct)；根据各站场输油量的需求，制作出下阶段计划量，并录入至计算机。S2：获取原始的运行状态变量集，计算某站场原始下载比例：若所有站场所下载的油品均为最后的铺底油，该比例计算需要按照各站场剩余下载量之比计算；若非，则按照各站场未下载量除以未来经过该站的总量来计算该比例，其中：未下载量＝当前油品的需求量-已下载量，未来经过该站的总量(非铺底油)＝首站应发送量+上游管段管存量-上游站场计划量-该站已下载量-该站已经过量，未来经过该站的总量(铺底油)＝首站应发送量-上游管段铺管量-上游站场计划量-该站已下载量-该站已经过量；计算某站场相对下载比例：以该站场剩余需求量除以未来经过量来计算；S3：设定铺底油比例计算方程、非铺底油比例计算方程、能量平衡方程：a)非铺底油比例计算方程为：铺底油比例计算方程为：式中：pi为当经过第i个站场是非最后铺底油，计算得到的绝对比例；p′i为当经过第i个站场是最后铺底油，计算得到的绝对比例；Qic为第i个站场第c种油品的计划量；dlic为第i个站场第c种油品的已下载量；Q1c为首站第c种油品的计划量；Snc为第n与第n+1个站场管间，原管存第c种油品的总量；Qmc为第m个站场第c种油品的计划量；dpic为第i个站场第c种油品已经经过站场的总量；Vn为第n与第n+1个站场管间，需要作为铺底油而滞留在管道中的总量；b)能量平衡方程为：式中：m表示从首站到第m个中间泵站之间的站数，n表示从首站到第n-1个下载站之间的站数，Ppi为首站与中间第i个泵站泵机组提供的总压力；Pci为第i个泵站的节流损失；Pini为第i个下载站的站内损失；Pfi为第i个下载站与第i+1个下载站间的沿程摩阻损失；Pzi为第i个下载站与第i+1个下载站间的高程差损失；S4：根据铺底油比例计算方程、非铺底油比例计算方程、原始的运行状态变量集，计算得到各站场下载流量相对于管道首站注入流量的原始下载比例，录入至计算机。S5：计算机根据步骤S4录入的信息，选择不同的管径、管长、油品粘度和主管线流量，计算出整条输油管道的摩阻；设定约束条件：配泵方式需满足在输油泵稳定运行流量区间内，符合能量平衡方程，以及符合扬程和沿程摩阻要求；在约束条件下选择满足所述当前阶段计划量的配泵方式，所述配泵方式包括对于输油泵台数、类型以及对应的运行参数的选择，所述运行参数包括所述输油泵运行的起止时间，流量以及扬程；计算机更新运行状态集并生成当前阶段运行方案，所述运行方案当前阶段各站场计划下载量、配泵方式、主管线及下载站流量、运行压力和运行时间；S6：油站工作人员执行步骤S5生成的阶段运行方案，计算机根据后续事件持续更新运行状态变量集以及所述运行方案。优选地，执行步骤S5，在选择配泵方式的过程中，以最优的配泵方式作为选择依据，具体为执行步骤S51：a)在所述约束条件下，列举出所有符合条件的配泵方式；b)定义切泵次数，由两大泵切至一大一小泵，或者由一大一小泵切至两大泵，记为切泵1次；从不启动输油泵到分别启动一台，或者停止一台输油泵的运行，均记为切泵1次；c)统计各泵站切泵次数总和，采用切泵次数最少的方式。优选地，执行步骤S5过程中，在生成所述运行方案前，执行下载调整策略，具体为执行步骤S52：若中间站计算得到的原始下载比例较大，以至于分配到下游站场的混油流速达不到要求，即对于异种油品，主管线运行流速低于1m/s，或对于同种油品，主管线运行流速低于0.8m/s，则以该中间站作为末站下载，停止往下游站场输送；若某站场相对下载比例大于1，则调整该场站当前油品的计划量，使其剩余下载量等于未来经过量。优选地，计算机更新所述运行状态变量集的方法是：a)采集并比较各站场剩余下载时间、油头到达下游站场时间、首站剩余发油时间和当前油品剩余下载量达到管容量所需时间，得出该四类时间中的最短时间；b)当最短时间到来时，更新所述运行状态变量集，且需保证下一油品到达下游站场前该站场必须已经完成阶段计划量。优选地，在执行所述最短时间的判断过程中，加入混油头到站时间调整策略：当最短时间为某站场剩余下载时间或油头到达下游站场时间时，对于混油头下游站场，若其调整后的相对下载比例小于调整前的相对下载比例，则以调整前的相对下载比例为依据，重新进行配泵方式的选择，以确保混油头到场时间晚于该站场计划量完成时间。优选地，在执行步骤S51时，利用穷举法，在输油泵稳定运行流量区间内，对每一组配泵按照二分法进行搜索。优选地，采用迭代法执行步骤S51，若配泵方式不满足所述约束条件，则依照增大或者减小成品油的相对下载比例的方式，控制上下游进出站流量，对全线摩阻进行修正，达到调整各站场进出站压力的目的，下一次迭代使用调整后的下载比例进行判断。优选地，步骤S51还包括反馈调整策略：在以下三种情况下，更新并记录状态变量集，并重新调整各站场的成品油原始下载比例：a)使用原始下载比例找不到满足摩阻需求的配泵方式；b)可找到满足摩阻需求的配泵方式，但是迭代次数到达设定的上限仍无法满足所述约束条件；c)可找到满足摩阻需求、且满足约束条件的配泵，但是油头到站之前该下游站场完成不了计划量。实施本专利技术的有益效果是：通过计算机实时监控运行状态变量集涉及到的各个参数，结合各站场未来一段时间对于各类油品的需求，来更新并执行满足约束条件的配泵方式，在输送方式发生调整、输送油品种类较多的复杂环境下，提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成品油管道顺序输送批量控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：设定物料平衡方程：设时间点t上，Vct为油库装有第c种油品的总量，QIct为第c种油品往油库的输入量；QOct为第c种油品的出库量，则Vct＝Vct‑1+QIct‑QOct；设min(Vct)为最低库存量，max(Vct)为最大库容量；则任意时间间隔内，第c种油品的库存量需满足物料平衡方程为min(Vct)≤Vct≤max(Vct)；根据各站场输油量的需求，制作出下阶段计划量，并录入至计算机；S2：获取原始的运行状态变量集，计算某站场原始下载比例：若所有站场所下载的油品均为最后的铺底油，该比例计算需要按照各站场剩余下载量之比计算；若非，则按照各站场未下载量除以未来经过该站的总量来计算该比例，其中：未下载量＝当前油品的需求量‑已下载量，未来经过该站的总量(非铺底油)＝首站应发送量+上游管段管存量‑上游站场计划量‑该站已下载量‑该站已经过量，未来经过该站的总量(铺底油)＝首站应发送量‑上游管段铺管量‑上游站场计划量‑该站已下载量‑该站已经过量；计算某站场相对下载比例：以该站场剩余需求量除以未来经过量来计算；S3：设定铺底油比例计算方程、非铺底油比例计算方程、能量平衡方程：a)非铺底油比例计算方程为：pi=(Qic-dlic)/(Q1c+Σn=1i-1Snc-Σm=2i-1Qmc-dlic-dpic)]]>铺底油比例计算方程为：p′i=(Qic-dlic)/(Q1c+Σn=1i-1Snc-Σn=1i-1Vn-Σm=2i-1Qmc-dlic-dpic)]]>式中：pi为当经过第i个站场是非最后铺底油，计算得到的绝对比例；p′i为当经过第i个站场是最后铺底油，计算得到的绝对比例；Qic为第i个站场第c种油品的计划量；dlic为第i个站场第c种油品的已下载量；Q1c为首站第c种油品的计划量；Snc为第n与第n+1个站场管间，原管存第c种油品的总量；Qmc为第m个站场第c种油品的计划量；dpic为第i个站场第c种油品已经经过站场的总量；Vn为第n与第n+1个站场管间，需要作为铺底油而滞留在管道中的总量；b)能量平衡方程为：Σi=1mPpi=Σi=1mPci+Σi=1mPini+Σi=1nPfi+Σi=1nPzi]]>式中：m表示从首站到第m个中间泵站之间的站数，n表示从首站到第n‑1个下载站之间的站数，Ppi为首站与中间第i个泵站泵机组提供的总压力；Pci为第i个泵站的节流损失；Pini为第i个下载站的站内损失；Pfi为第i个下载站与第i+1个下载站间的沿程摩阻损失；Pzi为第i个下载站与第i+1个下载站间的高程差损失；S4：根据铺底油比例计算方程、非铺底油比例计算方程、原始的运行状态变量集，计算得到各站场下载流量相对于管道首站注入流量的原始下载比例，录入至计算机；S5：计算机根据步骤S4录入的信息，选择不同的管径、管长、油品粘度和主管线流量，计算出整条输油管道的摩阻；设定约束条件：配泵方式需满足在输油泵稳定运行流量区间内，符合能量平衡方程，以及符合扬程和沿程摩阻要求；在约束条件下选择满足所述当前阶段计划量的配泵方式，所述配泵方式包括对于输油泵台数、类型以及对应的运行参数的选择，所述运行参数包括所述输油泵运行的起止时间，流量以及扬程；计算机更新运行状态集并生成当前阶段运行方案，所述运行方案当前阶段各站场计划下载量、配泵方式、主管线及下载站流量、运行压力和运行时间；S6：油站工作人员执行步骤S5生成的阶段运行方案，计算机根据后续事件持续更新运行状态变量集以及所述运行方案。...

【技术特征摘要】
1.一种成品油管道顺序输送批量控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：设定物料平衡方程：设时间点t上，Vct为油库装有第c种油品的总量，QIct为第c种油品往油库的输入量；QOct为第c种油品的出库量，则Vct＝Vct-1+QIct-QOct；设min(Vct)为最低库存量，max(Vct)为最大库容量；则任意时间间隔内，第c种油品的库存量需满足物料平衡方程为min(Vct)≤Vct≤max(Vct)；根据各站场输油量的需求，制作出下阶段计划量，并录入至计算机；S2：获取原始的运行状态变量集，计算某站场原始下载比例：若所有站场所下载的油品均为最后的铺底油，该比例计算需要按照各站场剩余下载量之比计算；若非，则按照各站场未下载量除以未来经过该站的总量来计算该比例，其中：未下载量＝当前油品的需求量-已下载量，未来经过该站的总量(非铺底油)＝首站应发送量+上游管段管存量-上游站场计划量-该站已下载量-该站已经过量，未来经过该站的总量(铺底油)＝首站应发送量-上游管段铺管量-上游站场计划量-该站已下载量-该站已经过量；计算某站场相对下载比例：以该站场剩余需求量除以未来经过量来计算；S3：设定铺底油比例计算方程、非铺底油比例计算方程、能量平衡方程：a)非铺底油比例计算方程为：pi=(Qic-dlic)/(Q1c+Σn=1i-1Snc-Σm=2i-1Qmc-dlic-dpic)]]>铺底油比例计算方程为：p′i=(Qic-dlic)/(Q1c+Σn=1i-1Snc-Σn=1i-1Vn-Σm=2i-1Qmc-dlic-dpic)]]>式中：pi为当经过第i个站场是非最后铺底油，计算得到的绝对比例；p′i为当经过第i个站场是最后铺底油，计算得到的绝对比例；Qic为第i个站场第c种油品的计划量；dlic为第i个站场第c种油品的已下载量；Q1c为首站第c种油品的计划量；Snc为第n与第n+1个站场管间，原管存第c种油品的总量；Qmc为第m个站场第c种油品的计划量；dpic为第i个站场第c种油品已经经过站场的总量；Vn为第n与第n+1个站场管间，需要作为铺底油而滞留在管道中的总量；b)能量平衡方程为：Σi=1mPpi=Σi=1mPci+Σi=1mPini+Σi=1nPfi+Σi=1nPzi]]>式中：m表示从首站到第m个中间泵站之间的站数，n表示从首站到第n-1个下载站之间的站数，Ppi为首站与中间第i个泵站泵机组提供的总压力；Pci为第i个泵站的节流损失；Pini为第i个下载站的站内损失；Pfi为第i个下载站与第i+1个下载站间的沿程摩阻损失；Pzi为第i个下载站与第i+1个下载站间的高程差损失；S4：根据铺底油比例计算方程、非铺底油比例计算方程、原始的运行状态变量集，计算得到各站场下载流量相对于管道首站注入流量的原始下载比例，录入至计算机；S5：计算机根据步骤S4录入的信息，选择不同的管径、管长、油品粘度和主管线流量，计算出整条输油管道的摩阻；设定约束条件：配泵方式需满足在输油泵稳定运行流量区间内，符合能量平衡方程，以及符合扬程和沿程摩阻要求；在约束条件下选择满足所述当前阶段计划量的配泵方式，所述配泵方式包...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡景军，蔡欣，宣吉鑫，陈勇，
申请(专利权)人：中国石化销售有限公司华东分公司，
类型：发明
国别省市：上海;31