(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211111812.4 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 胡蓉　温在鑫　伍星　钱斌　蔡兵　 唐瑞祥　 (74)专利代理 机构 昆明人从众知识产权代理有 限公司 5 3204 专利代理师 陈波 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种乙烯裂解炉炉群节能调度的改进人工 蜂群优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种乙烯裂解炉炉群节能调 度的改进人工蜂群优化方法， 包括： 提出乙烯裂 解炉炉群节能调度问题的混合整数非线性规划 调度模型， 以最大化一个可调整的调度范围内的 每日平均净利润为优化目标； 通过基于改进人工 蜂群算法对乙烯裂解炉炉群节能调度问题的混 合整数非线性规划调度模型进行求解， 获得调度 优化结果。 本发 明提出了一个考虑排放约束新的 混合整数非线性规划调度模型， 并采用改进人工 蜂群算法对模 型进行了求解， 所提算法具有结构 简单、 易于实现等优点， 不仅可短时间内搜索较 广的解空间， 且其内在的集 成加权寻优机制可推 动算法到达较优区域搜索,从而获得问题的满意 解， 实现了在兼顾环境效益的情况下最大化每日 利润的结果。 权利要求书4页 说明书9页 附图3页 CN 115455694 A 2022.12.09 CN 115455694 A 1.一种乙烯裂解炉 炉群节能调度的改进人工蜂群优化方法， 其特 征在于： 包括： 提出乙烯裂解炉炉群节能调度问题的混合整数非线性规划调度模型， 以最大化一个可 调整的调度范围内的每日平均净利 润为优化目标； 通过基于改进人工蜂群算法对乙烯裂解炉炉群节能调度问题的混合整数非线性规划 调度模型进行求 解， 获得调度优化结果。 2.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉炉群节能调度的改进人工蜂群优化方法， 其特征 在于： 所述乙烯裂解炉炉群节能调 度问题的混合整 数非线性规划调度模型， 包括： 目标函数 和约束条件； 其中， 以最大化一个可调整的调 度范围内的每日平均净利润为目标函数； 约束 条件包括： 物料约束、 整数约束、 时间约束、 边界条件和非同时清焦约束。 3.根据权利要求2所述的乙烯裂解炉炉群节能调度的改进人工蜂群优化方法， 其特征 在于： 所述目标函数一共涉及三个部分， 第一项 是各种产品的销售收入， 第二项为原料的购 买成本， 第三项为清焦的成本； 具体的函数 可以由式(1)表达： 其中， NF、 NC、 NB和NP分别表示进料种类数量、 裂解炉数量、 批次数和产品数量； 为指数衰减式， 用于描述在分批操作中进料i在炉j中裂解时产品l的产 量相 对于时间的动态变化； Pl是产品l的单价； li,j,k表示进料i在裂解炉j第k批中生成的产品， Di,j是进料i在裂解炉j中的进料流速； 是所有一批操作中 的产品利润； CriDi,jti,j,k为进料i的单价Cri与进料i在裂解炉j中的进料流速Di,j、 进料i在 裂解炉j的第k批中的批处理时间ti,j,k的乘积， 即进料i在炉j的第k批中所花费的材料成本； Cvi,jDi,jti,j,k为进料i在裂解炉j中的单位运营成本Cvi,j与进料流速Di,j、 批处理时间ti,j,k 的乘积， 即进料i在裂 解炉j的第k批中所花费的运营成本； Csi,jyi,j,k为进料i在裂 解炉j中的 清焦成本Csi,j， 且由二元变量yi,j,k控制， 如果进料i在裂解炉j的第k批中进行处理， 则将其 指定为1， 否则， 指定为0； T表示总循环时间； t表示批处理时间； 此外， 模型建立在以下假设 的基础上： 在 任何裂解炉中的每批次操作只能处理一种进料； 裂解炉的模型精度达到要求； 清焦过程中的排放 曲线大致遵循正态分布， 排放峰值位于清焦持续时间的中点； 裂解炉群 系统不能有 多台炉同时清焦， 同一时间只有一台裂解炉进行清焦操作。 4.根据权利要求3所述的乙烯裂解炉炉群节能调度的改进人工蜂群优化方法， 其特征 在于： 所述物料约束： Gi为真实进料流量减去上游最低进料流量Floi， 真实进料流量表示为 Floi+Gi其定义如式(2)所示， 式(3)给 出了Gi的边界值； 其中， 表示所有裂解炉中全批次下 所消耗的进料i 流量之和； 其中， Fupi为上游最高进料流 量， Floi为上游最低进料流 量。 5.根据权利要求3所述的乙烯裂解炉炉群节能调度的改进人工蜂群优化方法， 其特征权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115455694 A 2在于： 所述整数约束： 其中， 变量yi,j,k是一个取值为0或1的整数变量， 用(4) ‑(5)式表达； 式(4)表示所有进料 应在一个循环操作中进 行处理； 式(5)表明， 对于每台裂解炉， 第一批次都被强制为进 料； 式 (6)表示一个单批次最多只能用于裂解 一种原料。 6.根据权利要求3所述的乙烯裂解炉炉群节能调度的改进人工蜂群优化方法， 其特征 在于： 所述 时间约束： 时间约束主要是限制批处理时间ti,j,k、 批处理的开始时间Sj,k和结束 时间Ej,k这三个时间变量； 式(7)表示ti,j,k应该在某个范围内， 其 中， tloi,j表示最短处理时 间， tupi,j表示最长处理时间； 该时间上 下限由裂解炉的操作特性或工业经验来指定； 其中， 式(8)至(11 )用于表示在每个炉子上的每个批处理的开始时间Sj,k和结束时间 Ej,k； 引入了二进制变量zj， 如果炉j中第一批次的当前周期开始时间大于前一周期的最后 批次结束时间， 则zj为1， 反之为0； zj的逻辑约束由等式(12)(13)表示， 其中M表示总花费时 间的理论上限； 式(14)表示每个裂解炉的总循环 时间是相同的， 等于所有批次处理时间及 其清焦时间τi,j的总和； 式(15)表示第一批次的开始时间应小于或等于总循环时间T。 7.根据权利要求3所述的乙烯裂解炉炉群节能调度的改进人工蜂群优化方法， 其特征 在于： 所述 边界条件： Ej,k,Sj,k,ti,j,k,T≤M         (17) 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115455694 A 3