基于稳态仿真的天然气管网多目标优化运行技术研究

【摘要】：随着西气东输、川气东送等工程的建设和投产,一个全国性的大型输气管网系统正在逐步形成,对管道运行调度的要求也在逐步提高。目前,国内天然气管道的运行管理大多依靠经验。虽然在大多数情况下运行方案是可行的,但也具有一定的优化空间。从节能减排和降低运行费用的角度分析,输气管道运行优化的意义重大。本文通过实例算例分析,结合仿真和优化两大模块,结合动态规划算法对天然气管道的多目标运行优化技术进行研究。通过以上所述的研究,首先建立西气东输二线的稳态仿真优化模型,将仿真模块得出的仿真工况与SPS软件的仿真工况结果进行比对验证其准确性,之后编写天然气管道多目标运行优化的软件,使其具有自定义仿真和多目标最优化方案计算(能耗最小,压缩机开机台数最少)的功能。在特定的工况下计算出西气东输二线管道多目标优化运行方案,将其与实际运行方案进行比对。文章在单目标优化的基础上更上一层楼,对多目标优化开始研究,使得天然气管道运行优化在实际生产中的应用更加有意义,更加具有代表性,也对天然气管道运行优化的研究应用方面提出更加灵活的思路。依据文章的对仿真优化算法的研究,运用编写的仿真优化软件对西气东输二线进行优化多目标优化计算,使得西气东输二线西段在输送中的能耗减少了4.43%,压缩机开机台数减少了8台,达到了节能减排的优化目的。 【关键词】：天然气管道 稳态仿真 多目标优化 运行方案
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE832
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 目的和意义8
• 1.2 国内外研究现状8-13
• 1.2.1 国外研究现状8-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 课题的研究内容13-14
• 1.4 课题的技术路线14-15
• 第二章 管道仿真与多目标优化的模型和算法研究15-31
• 2.1 稳态仿真的数学模型和求解方法15-21
• 2.1.1 问题描述15
• 2.1.2 管段仿真的数学模型15-17
• 2.1.3 管段仿真的计算方法17-18
• 2.1.4 压缩机仿真的数学模型18-20
• 2.1.5 压缩机仿真的计算方法20-21
• 2.2 多目标优化的数学模型和求解方法21-30
• 2.2.1 问题描述21-22
• 2.2.2 多目标优化的数学模型22-23
• 2.2.3 多目标优化的计算方法23-29
• 2.2.4 对动态规划法本质的剖析29-30
• 2.3 本章总结30-31
• 第三章 西气东输二线仿真优化软件的开发31-39
• 3.1 开发目的31
• 3.2 软件概述31-34
• 3.2.1 软件开发环境31
• 3.2.2 软件的用途31
• 3.2.3 软件的安装31
• 3.2.4 软件应用要求和限制31
• 3.2.5 软件的实现过程31-34
• 3.3 软件的输入输出模式34-39
• 第四章 西气东输二线典型工况的稳态仿真计算39-50
• 4.1 西气东输二线基础数据39-43
• 4.2 软件对西气东输二线典型工况的仿真计算43-44
• 4.3 SPS软件对西气东输二线典型工况的对比仿真计算44-48
• 4.3.1 SPS软件的介绍44
• 4.3.2 SPS软件的仿真计算44-48
• 4.4 仿真与优化关系的剖析48-49
• 4.5 本章总结49-50
• 第五章 西气东输二线典型工况的优化计算50-54
• 5.1 软件对西气东输二线的多目标优化计算50-52
• 5.2 软件对西气东输二线的单目标优化计算52-53
• 5.3 本章总结53-54
• 第六章 大型天然气管网的优化研究54-58
• 6.1 输气管网运行优化问题的描述54-55
• 6.2 非序列动态规划法概述55-58
• 第七章 结论与建议58-59
• 7.1 文章结论58
• 7.2 对今后工作的建议58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62
• 攻读硕士学位期间发表论文情况62-63
• 附录63-67

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