基于TGNET软件KWS脚本的天然气产运销规划方案校核方法

天然气产运销规划方案是编制天然气业务各项规划的基础。产运销规划方案的校核是使规划更具有前瞻性和准确性,实现规划业务闭环管理的重要环节。目前,产运销方案主要以EXCEL表的形式提交给生产运行单位,再利用管网仿真软件完成产运销规划方案校核工作。这种方法需要人工输入大量数据进行转化和仿真建模调试,校核效率低。本文介绍了一种通过KWS脚本,利用TGNET软件完成校核的方法。将该方法嵌入到天然气产运销优化软件中,可实现由平衡优化模型到工艺校核模型的递阶计算,大幅提高校核效率。     

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。     

基于XML语言生成TGNET仿真模型的升级改进——以天然气产运销方案校核为例

天然气产运销规划方案是编制天然气业务各项规划的基础。为了使规划方案更符合实际,实现规划业务闭环管理,需要开展产运销方案校核工作。近年来,在天然气产运销一体化优化软件基础上,利用KWS(Keywords and Syntax)脚本,研究了将产运销平衡优化模型自动转化为TGNET工艺校核模型的方法,有效提高了产运销规划方案校核效率。随着TGNET软件版本升级,采用XML(e Xtensible Markup Language)语言自动生成TGNET模型的方法,解决了KWS方法存在的拓扑结构局部变形、难以直接用于高版本TGNET的问题,进一步完善了产运销规划方案自动转化功能,提高了校核效率。     

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。     

线性逼近法在管网系统优化运行中的应用

通过对天然气管网系统输配气过程中各种影响因素的分析，建立了天然气管网系统输配气运行方案优化的数学模型，采用线性逼近法对模型进行了求解，编制了计算软件，应     

四川天然气地面建设工程规划方法的建议

规划设计工作是一项长期持续性的工作。由于规划工作的复杂性和广泛性，需要在实施过程中不断分析现有管网和供求关系，进一步优化管网结构。美国输气公司从规划设计到管网运行，全部依靠先进的水力模拟软件进行分析控制，极少凭经验操作。建议引进天然气管网数模软件与气藏数模软件结合，改变规划工作的传统作法，优化规划工作。     

长输管道天然气集输管网优化设计

针对天然气集输管网规划设计问题,从井组划分优化、集输场站选址布置优化、干支管网连接网格化设计优化等三个方面对其管网系统的规划进行优化,通过对各优化方案进行设计方案分析表明,本文提出的优化方案好于传统优化方法。在天然气集输管网布局优化的基础上,从集输管网设计优化、管网运行优化等方面对其系统整体优化设计进行补充分析。详细提出了设计优化、运行优化的数学函数优化模型,界定了优化约束条件,对管网优化方案思路进行了明确。     

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。     

PIPELINE软件在气田集输实时监控中的应用

PIPELINE软件是一种离线或者在线的集输管网仿真模拟计算软件,不但可以用来测试和评价输气管道的设计或进行实际操作参数的设置,还能与气田集输实时监控系统进行有机结合,为集输管网运行提供辅助专家诊断分析。以大牛地气田集输生产实际为例,进行管网水力、热力计算,天然气调峰正常工况分析和用户中断用气工况模拟分析,结果表明,该仿真模拟软件和实时监控系统有机结合,改变了气田根据人工计算或凭经验来预测天然气集输管网的运行情况和调峰的现状,不但降低了劳动强度,而且使预测效果得到了根本性提升,排除了管网运行管理的安全隐患。PIPELINE软件不仅方便了管网的运营管理,还避免了生产调度上的盲目性,为科学地管理气田集输管网系统提供了专家式的理论指导。     

天然气管网系统输配气运行方案优化

本文以天然气销售公司的最大经济效益为目标,通过对天然气管网系统输配气过程中各种影响因素(压气站、用户天然气消费的波动性)的分析,建立了有压气站的输配气管网运行方案优化的数学模型,采用两极递阶优化方法[1]实现了管网输赔气运行方案的优化,并给出了计算实例.     

苏里格气田地面集输管网工况调节

天然气输气管网生产过程中流量或管线参数发生变化,就会导致管网工作状态不稳定因此,建立了输气管网的稳态水力计算模型,在分析了影响管网状态因素的基础上,对管线首尾压力、输气温度进行了计算,并使用TGNET软件对计算结果进行了对比,为管网优化和改造提供依据。     

ReO软件在苏里格气田集输系统生产优化中的应用

天然气集输系统的运行状况分析和预测可为气井生产、气量调配、管网调整等提供依据。ReO软件作为一款气田生产系统整体模拟和优化软件,具有集输系统节点压力预测、多方案计算优化等功能,尤其在成本和操作约束条件的基础上最大化优化收益。本文以苏里格气田为例,利用该软件对气田集输节点压力进行了预测评估分析,并提出相关生产优化建议。投产表明,模拟结果与实际运行参数基本吻合,适用于苏里格气田。     

天然气管网中一类新的压缩机功率拟合函数

对于大型天然气管网系统,完成一次运行优化问题的求解需要数十小时,其中压缩机功率的计算时间占绝大部分.针对应用广泛但功率计算极其复杂的离心式压缩机,为提高计算效率、加快天然气管网运行优化问题的求解速度,提出了3个新的压缩机功率拟合函数.以中国某天然气管网系统中配置的3种型号压缩机为实验对象,测试3个新的压缩机功率拟合函数...     

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。     

FAST Piper集输软件在气田管网分析计算中的应用

天然气集输管网运行状况分析和预测可为气井生产、气量调配、管网调整等提供依据。文章介绍了加拿大Fekete 公司的FAST Piper集输系统分析优化软件的功能、特点以及在气田集输管网分析中的应用步骤及过程。以靖边气田为例，利用该软件对气田生产中的集输系统节点压力预测、多方案计算优化、异常情况下管网运行状况瞬时模拟、环形管网以及配气管网等进行了分析。该软件界面直观，计算准确，基本可以处理天然气集输管网分析中的各类问题，并可有效提高工作效率。     

川西天然气集输管网系统最优规划研究

川西天然气集输管网系统庞大而复杂，而管网最优规划是在气田开发地面工程建设中必须首先解决的问题，它不仅涉及到从井口到一级集气站，从一级集气站到二级集气站等的管网布置，还涉及到各级和各个集气站的布局。文章针对效益和费用两个目标，建立了川西集输管网系统最优规划的数学模型，并应用资源优化ReO软件进行了仿真计算，得出了川西管网的最优规划方案。该管网系统最优规划研究成果，不仅适用于新建天然气管网系统，还适用于已建管网系统的评价和改造。     

大型天然气管网仿真技术实现国产化

2010年10月31日．由管道公司科技研究中心自主研发的大型天然气管网仿真软件RealPipe—Gas 1．0正式发布，至此我国大型天然气管网仿真软件产品全部实现国产化。天然气管道仿真软件国产化是中国石油油气储运重点实验室建设的重要组成部分，这一软件可用于大型天然气管网设计计算、运行工况分析、调度员培训等方面，有助于生产和调度部门更加有效地对大型天然气管网进行集中调控，加快实现天然气管网安全、高效、经济运行。     

求解天然气管网运行优化问题的TDDP算法

由于天然气管网运行优化问题的非线性和非凸性,且包含了管道流量和节点压力这两种连续变量,使得求解该问题非常困难。由于动态规划算法(DP)以及由其改进形成的非序列动态规划算法(NDP)对问题的非线性和非凸性不敏感,并且可以得到全局最优解,因而得到了广泛的应用。但是DP算法只能求解长输管道运行优化问题,NDP算法虽然可以求解天然气管网运行优化问题,但是受到管网拓扑结构的限制。在分析DP和NDP算法本质的基础上,文章提出了一种基于树分解的动态规划算法(TDDP),即利用树分解先将原问题划分成为若干互相关联的子问题,再利用DP算法求解子问题。通过与遗传算法的对比,TDDP算法具有较高的计算效率和结果最优性。     

气田地面集输管网运行优化及其应用研究

国内某些老气田地面集输设备已运行多年，部分旧管道承压能力和集输站集输能力都有所下降，给集输管网运营带来了安全隐患。因此，有必要开展现有设备集输能力优化研究工作，充分利用现有集输设备的工作能力，确保集输管网系统安全、高效地运行，并指导集输设备的更换和改造。在分析集输管网实际运营状况的基础上，以集输管网内天然气最大流量为目标函数，综合考虑集输站工作能力、管道承压能力以及管输系统运行工况条件，建立了气田地面集输管网运行优化数学模型，并采用线性化算法求解了该优化模型。实例分析结果表明，建立的集输管网运行优化模型和采用的优化算法切实可行。此集输管网优化方案既可用于优化该集输管网的日常运营，又可用于指导集输管网的改造和未来规划。     

塔河油田原油管网能效分析及优化

针对塔河油田滚动开发过程中出现的部分站场运行负荷不均、集输设备工艺运行参数偏离设计工况等导致的生产能耗高、效率低等问题,开展了塔河油田原油管网能效分析研究。基于现场数据,利用PIPEPHASE仿真计算软件建立原油管网仿真计算模型,详细分析管网系统中管线、计转站等环节的运行参数规律及能耗。通过对仿真结果进行分析,发现塔河油田原油集输管网的热能损耗占管网总能耗的96.5%,因此降低管网能耗应以降低热能损耗为主。原油管网中部分管线存在压降、温降较大或管线效率较低等问题,针对这些管线采取串接管线或增加副管等措施进行优化,优化后管线效率最高可提高约7.5%。针对部分计转站出站温度进行调整分析,优化后计转站运行费用最大可降低30.44%,说明本优化方案具有非常明显的节能降耗效果,可在现场推广实施。