原油评价数据库开发及原油混合优化方法研究

摘要

原油是当今世界最重要的能源之一。在对原油进行加工之前必须先获得原油的详细评价数据。我国进口原油数量以及种类的急剧增加给原油评价以及炼厂的加工带来了很大的压力。此时,原油快速评价的应用在炼油工业中显得非常重要。而原油评价数据库可以为原油快速评价提供准确的原油基础数据,在整个原油快速评价系统中发挥着重要的作用。另外,炼厂需要将不同的原油进行混合以保证原料的稳定供应。如何选择合适的原油并确定混合比例是一件很困难的事情。
　　本课题的目的是开发一个功能强大、使用方便的原油评价数据库系统。另外,对原油选择与混合优化问题进行研究,提出有效的方法并开发出简单易用的原油选择与混合优化功能模块。
　　首先,简要介绍了原油评价数据库系统的整体结构和功能,包括原油数据管理以及数据应用两部分。
　　其次,以目标原油与混合原油相似度最大为目标建立混合整数非线性规划模型。对原始布谷鸟搜索(CS)算法的编码以及Lévy飞行进行改进,提出了基于归一化处理的实数编码方案,使得算法可以处理混合整数规划问题。利用改进的布谷鸟搜索算法求解模型。通过Matlab仿真与GA、PSO算法以及CPLEX求解器进行对比,验证算法的有效性。
　　接着,以目标原油与混合原油质量偏差最小以及混合成本最低为目标建立多目标原油选择与混合优化模型。对原始多目标布谷鸟搜索(MOCS)算法的编码方案以及种群支配关系处理方式进行改进。利用改进的MOCS算法求解模型。通过Matlab仿真与NSGA-II算法对比,验证算法的寻优效果。经过一次计算可以获得一组Pareto最优解,能为炼厂决策提供更多的参考信息。
　　最后,简要介绍了原油评价数据库系统和原油选择与混合优化功能模块的开发情况以及应用效果。

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第一章 绪论

§1.1 课题背景与研究意义

§1.2 课题国内外研究现状

§1.3 研究目的和主要内容

第二章 原油评价数据库系统简介

§2.1 系统功能和结构

§2.2 系统特点

第三章 原油选择与混合优化方法

§3.1 原油相似度

§3.2 混合原油物性值计算

§3.3 原油选择与混合优化数学模型

§3.4 模型求解

§3.5 实验分析

§3.6 本章小结

第四章 多目标原油选择与混合优化方法

§4.1 多目标优化问题

§4.2 多目标原油选择与混合优化数学模型

§4.3 模型求解

§4.4 实验分析

§4.5 本章小结

第五章 软件系统开发

§5.1 原油评价数据库系统

§5.2 原油选择与混合优化功能模块

§5.3 本章小结

第六章 结论与展望

§6.1 主要内容及结论

§6.2 下一步工作方向

主要符号说明

参考文献

附录Ⅰ CPLEX源码

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果