[发明专利]用于稳态模拟的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于稳态模拟的优化方法。

背景技术

调峰型天然气液化流程全年分3个阶段运行，即液化阶段、备用阶段和气化输送阶段。液化阶段周期一般在50～300天，将上游可获得的剩余天然气液化；备用阶段液化天然气储存在储罐中，无液化天然气增加和输出；气化输送阶段将储存的液化天然气气化，送入天然气管网。

与基本负荷型液化天然气装置相比，调峰型液化天然气装置的生产规模较小，其液化能力一般为高峰负荷量的1/10左右，但储存和气化的能力却很大，通常气化能力是液化能力的10倍。典型的调峰型液化天然气工厂的液化能力为10～20×104Nm³/d，制冷动力大约为1500～7000kW，储存容量为2～10×104m³。

调峰型天然气液化流程要求具有高效、灵活、简便、低成本的特点，其中以低成本最为重要。APCI、Pritchard、Linde、Gaz de France、CBI、BOC等公司竟相提供相关的天然气液化技术，争夺调峰型天然气液化装置这一市场。

液化天然气在城市用气调峰领域有着广阔的应用前景，但是我国的液化天然气技术起步较晚，与国外发达国家相比还有很大的差距。几十年来，国外已有大量调峰型装置建成投产，因此工厂设计、建设、储运、使用、管理等方面，都有成功的技术经验可供借鉴。

我国从上世纪九十年代起，在国家科技部门和有关研究院所的支持帮助下，先后有开封深冷仪器厂、北京焦化厂、四川绵阳燃气公司、吉林油田、长庆油田、上海燃气公司、中原油田等，对中小型液化天然气装置的研制进行了大胆 的尝试，取得宝贵的实践经验。

天然气液化流程的优化问题是一个复杂的多变量非线性优化问题，目标函数的解析表达式和流程设备的约束问题较为复杂，如何设计出一种简单有效的方法，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种简单有效的用于稳态模拟的优化方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：用于稳态模拟的优化方法，包括以下步骤：

(a)设定一个初始可行点，当变量数目为n时，在初始区域中心附近生成一个初始可行的复合形n+1点；

(b)目标函数在每一点计算，由推导的高值复合形式点代替最高函数值点；

(c)新点必须满足变量边界值和不等式约束条件，若超过边界值将自动调整到边界值，若超过约束条件将向已有点矩心方向调整，直到满足约束条件；

(d)重复上述步骤，直至求解出最优值。

所述步骤(b)中，当新点降低了目标函数值，将进行附加的推导，若新点低于次高点，将进行一维空间收缩。

所述步骤(a)中，当一点始终为最高值，其余所有点均收缩在最低点附近。

综上所述，本发明的有益效果是：具有较宽松收敛公差，能求解出不等式约束条件，简单有效，降低了天然气液化流程的优化成本。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

本发明主要包括以下步骤：

(a)设定一个初始可行点，当变量数目为n时，在初始区域中心附近生成一个初始可行的复合形n+1点；

(b)目标函数在每一点计算，由推导的高值复合形式点代替最高函数值点；

(c)新点必须满足变量边界值和不等式约束条件，若超过边界值将自动调整到边界值，若超过约束条件将向已有点矩心方向调整，直到满足约束条件；

(d)重复上述步骤，直至求解出最优值。

所述步骤(b)中，当新点降低了目标函数值，将进行附加的推导，若新点低于次高点，将进行一维空间收缩。

所述步骤(a)中，当一点始终为最高值，其余所有点均收缩在最低点附近。

本发明的具体过程为：设定一个初始可行点，当变量数目为n时，在初始区域中心附近生成一个初始可行的复合形n+1点；目标函数在每一点计算，由推导的高值复合形式点代替最高函数值点；若新点降低了目标函数值，将进行附加的推导，若新点低于次高点，将进行一维空间收缩；若一点始终为最高值，其余所有点均收缩在最低点附近；新点必须满足变量边界值和不等式约束条件，若超过边界值将自动调整到边界值，若超过约束条件将向已有点矩心方向调整，直到满足约束条件；上述步骤循环迭代计算，直至求解出最优值。