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天然气集输管网的参数优化设计模型，属于非线性离散化最优组合问题，且目标函数具有多峰性，往往存在局部极小点，遗传算法对处理此类工程设计问题具有较大的优越性。为此，以管道建设费用为目标函数，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，建立了天然气集输管网的参数优化设计模型。采用遗传方法求解，并给出了计算机软件算法框图。利用该算法可以提高全局收敛性，从而加快系统的求解速度，并由此得到问题的最优解，是一种可取的优化算法。     

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。     

改进蚁群算法在输配气管网优化中的应用

以城市输配气管网为研究对象,在布局一定的前提下,以管网工程造价费用最小为目标函数建立输配气管网优化模型。鉴于蚁群算法在城市给排水管网优化上的良好表现,将其引入到城市输配气管网的优化中。通过对基本蚁群算法（AS算法）、ACS（Ant Colony System）蚁群算法、自适应蚁群算法的分析比较,选取自适应蚁群算法作为本次输配气管网优化模型的求解算法。并对改进蚁群算法进行了实例验证。     

单亲遗传和深度优先搜索算法的集输管网优化

油气田干支线管网一般为树状连接,对油气田干支管网优化布局的目标是寻找管网投资最少的树状管网布置方式,实质上就是以管网初步连接图为依据,以管道造价为权值,求管网投资最小的生成树。可采用单亲遗传算法(Single Parent Genetic Algorithm,SPGA)和深度优先搜索算法(DFS)相结合对问题进行求解。算例计算表明,采用新方法进行集输管网的优化设计,所建模型实用、可行,采用的两种优化算法求解对应数学模型有较好的适应性,能以较高的计算效率获得问题的最优解。     

多源单汇多批次顺序输送管道调度优化

多源单汇管道系统可用于油田烃液、成品油、原油等的多批次顺序输送,是经济有效的输送模式之一。国内外学者对该种输送模式下批次调度优化做了一些研究,但目前并无模型及算法可以有效解决水力与调度非线性耦合、多源点同时注入的批次界面跟踪等问题。针对多源单汇多批次顺序输送管道,考虑源点外输模式、批次运移、新批次注入、罐存、流量以及水力等约束条件,以运行过程中泵的运行费用、启停泵成本及掺混成本最小作为多目标函数,建立混合整数非线性规划模型(MINLP),并选用优先级算法对模型进行求解。以多源单汇多批次顺序输送油田烃液管道为算例,建立了长期规划模型并求解,计算用时4.58 s,计算结果符合现场操作工艺。     

天然气管网稳态运行优化研究

分别以天然气管网系统的最大收益为目标函数和天然气管网系统的最大流量为目标函数,考虑管 道强度、节点流量平衡等约束条件,建立了天然气管网运行优化的两种数学模型。结合实例,采用混合 遗传算法求解了天然气管网运行优化的数学模型。结果表明,所建立的管网稳态优化模型是可行的。所 采用的混合遗传算法的能够有效地求解管网稳态运行优化的数学模型。     

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。     

基于混合遗传算法的树状注水管网拓扑优化

以投资最小为目标函数,以井间隶属关系的惟一性、连接注水井数量等限制为约束条件,建立了树状注水管网拓扑优化数学模型.根据模型特点,将优化问题分为分配层和几何层,分别采用遗传算法和非线性优化方法进行求解.并对遗传算法的操作过程进行了改进,调整了适应函数,采用随机多父辈适应函数值加权交叉和多种变异操作,结合了模拟退火算法,并给出了初温的确定方法,改进了选择复制操作,从而形成了混合遗传算法.该算法能够有效地提高收敛速度,避免早熟收敛.利用算例说明了该方法的有效性.     

成品油管道工艺方案优化设计研究

基于计算期内总费用最小现值建立了干线成品油管道工艺方案优化设计的数学模型,分析了分输方式、分输流量变化及工艺计算参数的选取等问题.考虑到传统数值算法求解多变量混合整数非线性规划问题的局部最优性及对初值敏感性强等缺陷,针对所建立的数学模型的特点,引进了一种较新的全局搜索算法——杂交差分进化方法,并对其进行了局部改进,采取了动态处理约束条件的措施.在泵站可选位置确定的条件下,采用赋权有向图来表示工艺方案优化设计问题.泵站位置候选点对应图的顶点,两顶点间管道的总费用现值对应弧的权值.通过递归调用Dijkstra算法,求解出了前N条最短路径对应的最优和次优方案,并以其作为进一步进行多因素方案比选的候选方案.用实际算例说明了上述方法的有效性.     

华东成品油管网模拟仿真与培训系统的开发研究

管道输送在成品油一次物流中的比例不断上升,为了进一步提高成品油管网的运行水平,开发了管网模拟仿真与培训系统,建立了与SCADA系统数据交互运行的管道水力模型,在线仿真系统用于管线运行的安全评价,离线仿真系统主要用于人员的技能培训。重点阐述了该系统的开发理念、技术路线、建模方法。该系统已应用于成品油管网的运行管理,实现了对管网运行的同步跟踪分析、实时监控预警,提升了操作水平,应用效果良好。