Uma nova metodologia NMPC integrada com uma camada de otimização para maximizar a produção de óleo offshore com especificações de qualidade

• Autor(a) principal: Ribeiro, Leonardo Dorigo
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/13616
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Controle preditivo não linear; Otimização; Processo de produção de óleo e gás offshore

A indústria de óleo e gás é impactada por ciclos de baixo crescimento econômico. Nesse contexto, técnicas de NMPC e de otimização que auxiliam a operabilidade da planta são de fundamental importância para o negócio. Contudo, o uso em escala industrial requer a superação de desafios, como por exemplo: determinação dos modelos de processo, tempo computacional adequado para obtenção da solução e integração entre as camadas de controle e otimização. Nesse trabalho é proposta uma metodologia para obter modelos analíticos de predição baseado na estrutura de Hammerstein, reduzindo o esforço computacional. As abordagens tradicionais transformam o modelo do NMPC, descrito por equações algebrico-diferenciais (DAE), em uma aproximação numérica baseada em equações algébricas não lineares (NLA), como por exemplo, colocação ortogonal. Na abordagem proposta, o NLA obtido é uma descrição eficaz do sistema original de DAE’s, sendo idependente de aproximações numéricas. O algoritmo proposto foi aplicado em um CSTR não-isotérmico integrado com camada de otimização. Os resultados mostram que a proposta apresenta redução no tempo computacional sem perda de desempenho, quando comparado com o NMPC usando modelo rigoroso. Além disso, o NMPC proposto conduziu a planta ao ponto ótimo vindo da otimização, sem apresentar problemas devido à diferença de modelos entre as camadas. Uma importante contribuição do trabalho é a aplicação do NMPC proposto integrado com camada de otimização em um processo de produção de óleo e gás. Os resultados também mostram bom desempenho do NMPC proposto em estabilizar o processo durante regimes de fluxo golfante, mantendo os requisitos de qualidade dentro das restrições e conduzindo o processo até o ponto ótimo obtido na otimização.