基于优化运行数据库的干线天然气管网优化研究

天然气在输送过程中,运行能耗费用受各气源供气量、管网内天然气量分配、各管道运行压力、能耗单价及压缩机组类型等诸多因素的影响,因此有必要开展天然气管网优化运行的研究。以天然气管网运行能耗费用最低为目标,建立了天然气管网优化运行数据库,利用最小二乘法构建能耗方程组,建立管网内单条管道输气量与能耗之间的数学关系,制定优化逻辑,编制完成西部天然气管网优化运行软件,解决了天然气管网的气量优化分配问题,确定了天然气管网内各管道启机的优化方案。以西部天然气管网生产运行某日报表数据为基础,在相同的边界条件下,采用该管网优化运行软件重新分配全管网气量,并确定新的运行方案,对比分析优化前后的能耗数据,能耗费用节约在10%以上,取得了良好的优化效果。     

城市天然气管网运行存在的问题及对策分析

天然气是一种高效、清洁、可再生的新型能源,其不仅能够改善城市空气质量,减少环境污染,而且还能促进城市经济发展。在我国城市天然气管网建设中,城市燃气管网具有结构复杂、管道数量多等特点,这给城市天然气管网运行带来了很大困难。如果天然气管网出现问题,不仅会导致整个城市能源供应中断,而且还会影响人民群众的生活。因此,需要对天然气管网运行进行优化,以保证其正常、安全运行。对城市天然气管网运行中存在的问题提出优化措施,希望能够促进我国城市天然气管网运行质量的提高。     

城市天然气管网遗传算法优化设计

文章以使管网建设和运行费用最少为目标函数，以管道的稳态分析、各节点的流量、压力及管道的压力限制等为约束条件，建立了城市天然气管网优化模型。根据天然气管网结构特点，采用遗传算法求解，构建了遗传算法中重要的适应度函数，给出了管道编码的方法。通过编程实例计算，表明遗传算法是在天然气管网优化领域中可取的一种算法。     

基于动态规划和黄金分割法的环状天然气管网运行优化

目前中国天然气管道主干线已经相互联接,形成了环套环的大型复杂天然气管网,随着各压气站燃驱压缩机组的增加,如何实现管网的稳态优化运行已成为一个技术难题。为此,在同时考虑管网中环状结构和枝状结构对于管道流量分配的影响,以及燃驱机组耗气量对管道内流量影响的基础上,结合管网模型分割思路,将黄金分割算法与动态规划算法进行融合,形成了改进后的动态规划和黄金分割混合算法。以华北地区某环状管网为案例的计算结果表明:(1)管网运行优化数学模型比单线管道模型增加了管道内过流量、燃驱耗气量等变量,进一步加大了管网模型的求解难度;(2)混合算法能够有效地对运行燃驱和电驱压缩机机组的包含环状和枝状小型管网的稳态运行优化数学模型进行求解;(3)混合算法的优化方案能提高管网压气站的出口压力、提高机组的运行效率,降低系统的功率消耗、减少系统能耗,同时增加管网的管存量,提供了管网额外的应急资源。结论认为,混合算法有效地破解了复杂管网优化技术难题,可以为当前中国大型天然气管网稳态运行优化提供参考。     

西部天然气管网稳态运行优化研究

基于现场报表数据反算校验的西部天然气管网SPS仿真模型,通过不同流量与运行压力级制分类搭建了管网运行方案库。结合深度学习模型对方案库数据进行训练与特征提取,建立了一种新的管网水力计算与压气站配置方法,在保证计算精度的基础上提高了大型天然气管网运行优化计算效率。利用动态规划算法对压气站最优出站压力变量进行选择,管网流量分配原则为系统总能耗最小。所建立的管网稳态运行优化模型同时具备计算的高效性与准确性,基于该优化模型编制了西部天然气管网稳态运行优化软件V1.0,经过现场实测数据验证,模型优化结果可以显著降低管网运行能耗,可为西部天然气管网的运行与调度提供有效参考。     

油气管道 安全高效，技术前沿——推动管道高效建设与安全运行新理论、新技术的发展，不断提高油气管道输送技术与能力，进一步加强管道技术的交流与合作

2014中国油气论坛油气管道技术专题研讨会在廊坊召开,来自国内外的相关知名专家学者参加了会议。目前中国在高铜级、大口径、长距离天然气管道,复杂成品油管网和高黏易凝原油管道的建设和运行方面取得了令人鼓舞的成绩,建成了“西北、东北、西南、海上”四大油气战略通道,三纵四横管道走廊及覆盖全国的骨干管网,管道总里程已逾10万km。未来要进一步研究提高油气管道关键设备材料的可靠性和使用性能,研究油气管道安全优化运行节能减排技术,研究改善原油流动性、油品及天然气管道减阻等技术,研究管网规划、建设和运行中技术瓶颈问题。     

混合遗传算法在天然气管网优化运行中的应用

随着天然气的广泛应用和天然气输配管网规模的大型化,天然气经营部门为了增加经济效益和增大管网的利用率,需要对天然气管网系统的运行进行优化。文章分别以天然气管网系统的最大收益和最大流量为目标函数,同时考虑了管道强度、阀门和压缩机的影响等八种约束条件,建立了天然气管网运行优化的两种数学模型。在研究遗传算法和模拟退火算法的基础上,根据两种算法的特点,介绍了一种由模拟退火算法和遗传算法结合构成的混合遗传算法。结合实例,对混合遗传算法在天然气管网运行优化中的应用进行了研究,求解了天然气管网运行优化的数学模型。结果表明,混合遗传算法的优化结果比复合形算法提高了1.968%,证明混合遗传算法具有全域搜索、快速收敛的特点,更具有效性和实用性。     

国外天然气管道建设历程及对我国的启示

欧洲、美国等国外天然气长输管道的建设已经历了几十年的历史,天然气管网建设已相当完备,长距离输气管道长度已超过150×104km。我国正在加快推进西北、东北、西南、海上四大战略通道和国内天然气主干管网建设,完善储运设施和调控能力,管道建设正处于快速发展初期,将逐步形成资源多元、调度灵活、供气稳定的全国性管网和供应体系。论述了国外天然气管道的建设历程,国外天然气管道的运行、监管模式,并对国内外在天然气管道建设、天然气管道前期研究、天然气管道管理等方面进行比较,从中找出问题与差距,提出对我国管道建设及运营管理的启示。     

基于管网运行优化的浙江管网增输能力研究

随着我国天然气市场和天然气管网的快速发展,管网的优化运行及增输成为了当前天然气管网运行的主要关注点。浙江省管网经过多年的发展,已经基本形成"多气源管网供应"格局,天然气管网规模不断增大,运行条件日益复杂。通过对浙江管网供气结构和运行现状分析,给出了当前夏季和冬季两个典型工况的管网运行负荷,提出了基于气源、管道及用户"三位一体"的综合优化方法,结合管网用户沿线分气条件计算优化了管网的最大输气能力,分析表明,浙江管网增输能力可以达到70×10~8m~3/a,可为浙江管网增输运行提供借鉴。     

天然气管网输配气量优化研究

天然气管网系统管理部门为了明确天然气管网的输气能力和提高天然气管网的利用率，需要对天然气管网系统的输配气量进行优化。为此，以天然气管网系统的最大流量为目标函数，同时考虑了管道强度、节点压力和流量限制等约束条件，建立了天然气管网输配气量优化的数学模型。在研究遗传算法和模拟退火算法的基础上，提出了一种由二者结合构成的具有全域搜索、快速收敛和鲁棒性强等特点的混合遗传算法。结合实例，采用这一新算法求解了天然气管网输配气量优化的数学模型。实例优化结果表明，所建立的数学模型和采用的混合遗传算法是可行和有效的，能够对天然气管网系统输配气量的调度运行起到指导作用。