基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法

目前气田常用天然气集输管网分级优化法的缺点在于每一级的优化结果仅仅是局部最优解,难以保证最终结果是全局最优解。为此,提出了基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法,即以整个管网的投资费用最低为目标函数建立数学模型,采用遗传算法求解,在遗传算法中将各站的站址及站辖管道的管径放在一起作为优化变量,求出管网投资费用最低时各站的站址以及各条管道的管径;同时针对遗传算法本身的局限性,结合模拟退火算法,调整了优化方法的适应度函数。实例计算结果表明,该整体优化方法在节省投资方面要优于传统的分级优化方法。     

粒子群优化算法在气田集输管网布局中的应用

气田管网集输系统是气田地面建设的重要组成部分,为降低气田管网集输开发成本、节约管网建设资源,在规划设计之初需对管网集输系统进行优化,以达到使管网投资费用最小的目的。结合气田地面集输建设中的实际约束条件,建立星树状管网拓扑优化模型,通过MATLAB软件对粒子群优化算法进行编码实现,分别对集输管网系统进行分级规划和整体规划求解分析,结果表明：在粒子群优化算法求解中,整体规划管网系统的投资费用更低;通过与粒子群算法的比较,粒子群优化算法有较好的收敛速度以及较高的求解精度。     

城镇燃气管网设计中存在的问题及优化措施

燃气管网建设项目作为城镇地下工程的一部分,前期的设计工作在整个燃气管网建设项目中起着重要作用。文章主要介绍了城镇燃气管网设计的用途及内容,指出设计中的问题并提出优化措施,最后探讨了设计的优化方向。     

基于有限体积法的城市燃气管网运行分析

在大力发展燃气用户的同时,要确保燃气输配管网运行的可靠性,就需要对燃气输配管网进行工程计算。目前对燃气管网工程计算的研究多集中在天然气长输管线,而与之相比,城市燃气管网结构更复杂、计算数据量更庞大。为此,建立了采用有限体积法对管网模拟方程组进行求解的燃气管网分析系统,并据此对某次高压管线进行了动态工程计算,各站点压力的计算结果与实际监控信息平均相对误差为0.02%～4.13%（与采用美国SPS软件验证计算结果基本一致）;采用燃气管网分析系统还对某城市中压管网进行了稳态工程计算,得到管网压力最低点及“瓶颈”管段,这将有助于管网改造与运行方案的制订;同时结合运营经验、监控信息对计算结果进行了综合分析。结论认为：①如果对城市燃气输配管网进行动态模拟,必须研究各燃气用户的用气规律,找出不同工况下燃气用户的小时流量估算方法;②监控点信息值选取城市全年最大小时流量发生日对应的时段值,并结合日常运营工作的经验判断计算结果的合理性。     

环枝状集输管网布局拓扑优化研究

为提高环枝状集输管网的布局结构,降低初期产能投资和后期运行费用,在考虑井式约束、集输半径约束、节点隶属约束、处理量约束、节点流量平衡约束和双层布局约束的基础上,以总投资费用最小为目标函数,建立了适合环枝状集输管网优化的混合整数非线性规划模型,考察了不同约束条件、优化条件和优化算法对优化结果的影响,并通过实例分析验证本算法的有效性。结果表明：不同约束条件下,阀组和中央处理厂的位置及管网结构有所差异,优化的管网结构均为上层枝状、下层环状;集输半径约束对投资费用的影响远大于井式约束和处理量约束;整体优化较分层优化结果更加合理。果蝇优化算法的收敛迭代次数为35,计算时间12.13 s,与其余求解算法进行对比,在求解稳定性和收敛速度上具有一定的优越性。研究结果可为油气田地面工程的优化设计提供理论依据。     

气田集输管网布局优化研究

针对目前分级优化方法在集输管网布局优化应用中存在的问题,文中引入了流量长度的概念,从整体上考虑管网的布局优化问题。在最优井组的划分中,使各集输站的集气量更加合理。在计算气井与集输站的间距时,考虑了各点的高差;在考虑井式约束时,另外加入一个最大气井数作为约束条件;在枝状管网的布局优化方案中,由无向图连接方式转化为有向图连接方式。     

基于改进的遗传算法的天然气管网系统运行优化

在天然气管网系统安全稳定运行的基础上,为了实现节能减排,充分合理地利用管道的输配能力,将目标函数定义为天然气的最大流量,同时考虑管道内天然气稳定流动、各节点流量平衡、节点及管段压力等约束条件,建立了天然气管网系统优化数学模型。采用整数编码来进行管径编码,用模拟退火罚函数转化约束条件,并合理地将遗传算法的全局寻优能力和模拟退火的局部搜索能力互补融合起来,实现算法的改进和优化。将改进的遗传算法应用到某大型天然气管网优化设计的实例中,计算结果表明,改进的遗传算法在解的质量上和收敛的速度上都优于基本遗传算法,验证了所建立的优化模型是高效可行的。     

油田地面注水管网布局优化中的遗传算法

在油田地面工程投资中,注水管网投资占有很大比重.为了节约投资,本文给出了油田地面注水系统管网布局数学模型,根据模型特点,采用遗传算法求解,简述了遗传算法的基本原理和求解步骤.实例计算表明,遗传算法优于传统优化方法.     

基于基因表达混乱遗传算法的管网优化的新方法

以降低管网造价和运行费用为目标,将基因表达混乱遗传算法引入到供水管网系统的扩建优化设计中,对其在供水管网优化扩建实践领域进行了探索。通过模拟管网扩建实例计算,结果表明：采用优化设计方案后,总投资比采用混合遗传算法有所减少,并且基因表达混乱遗传算法收敛速度大大加快,算例中只搜索约0．0002％的可行域便可找到问题的最优解。     

基于图论分析的油气集输管网优化

油气集输管网系统主要由集中处理站和管路两部分组成，可用一个网络系统来描述，所涉及的油井、接转站、集中处理站都是网络节点，所有可能铺设的管道构成了网络的弧，弧的方向取决于油气的流向。集中处理站的位置、数量和输油（气）管网的布置是影响油气集输系统投资费用的最主要因素。因此，需对整个集输网络系统进行优化分析，以合理铺设输油管道、合理分配管网流量，减少输油管道的总投资。集输管网优化主要是针对集中处理站选址和输油管网布局的优化而言，本文拟借用图论分析中的Floyd算法确定油气集中处理站的最佳位置，用最小生成树优化输油管网的布置。     

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.     

基于遗传算法的油气混输管网参数优化

在油田地面多相混输管网优化研究中,结构参数优化是极为重要的一个问题。对这个多目标非线性规划问题,采用遗传算法进行管网结构参数优化计算,建立了优化计算的目标函数、水力热力学模型及管网分析模型,并用并列选择法和权重系数变化法对模型进行了求解。运用遗传算法对某集输管网的结构参数进行的优化计算结果表明,采用基于遗传算法的优化方法可以节省费用15%以上。     

油田老区加密井主水管网的计算机优化

油田油井加密可以解决油田进入开发中后期后出现的一系列问题,在提高产量的同时,会导致地面注水系统的改变。油田注水管网属于枝状管网,其计算复杂,在实际的设计中通常采用人工经验连接,因此,得到的方案无法达到最优。针对油田老区注水井加密后的状况,建立适合计算机求解的老区加密井注水管网优化数学模型,利用计算机编制算法制成软件求解最优化解,得到加密后注水管网最优化的运行方案。对老区已有的注水管网进行计算机模拟,对注水井加密后注水管网的优化采用分级优化,主要包括管网的布局优化和参数优化。实例计算结果表明,采用计算机优化算法得到的结果优于人工优化得到的结果。     

基于粒子群算法原油集输管网优化

随着油田开发进入中后期不断进行井网加密,如何在最大化合理利用已建联合站年处理能力的基础上,尽可能减少投资管网建设,实现新建的计量间和联合站之间原油集输管网的合理分配,寻求以管网造价最小为目标函数,以联合站的最大年处理能力、集输半径和连接方式为约束条件,建立单目标优化模型。根据粒子群算法寻优特点,结合十进制编码,通过适应度函数评价,实现该模型的优化求解。采用遗传算法和粒子群算法分别对某一星状原油集输管网优化问题进行计算对比,结果表明,粒子群算法计算更为简洁,收敛速度也较优,有利于提高集输站利用效率．     

基于信息熵的燃气输配管网系统可靠性分析

环状燃气管网具有多条流通路径，路径流量分配的不确定性与可靠性密切相关，而信息熵作为量度不确定性的手段，可间接定量地反映系统的可靠性。为此，基于信息熵理论及最大熵原理提出了路径熵的概念，并以此来定量量度燃气管网中气体从气源至节点流动过程中对路径选择的不确定性。此外，通过定义路径流量比来构建路径熵的概率空间，从而建立了路径熵的计算模型，并提出利用序贯方法、采用分层排序的思想求解模型。最后求解了一个算例中燃气管网的各节点路径熵。结果表明，路径熵间接反映了管网系统的流动阻力特性；路径熵值越大的节点水力性能越好，其上游任一流通路径发生事故时该节点流量损失期望值越小，可靠性越大。     

基于GIS和SCADA的燃气管网爆管分析与处置

基于地理信息系统(GIS)、监控和数据采集(SCADA)系统,采用压力点分析法检漏技术确定爆管位置,通过广度优先遍历搜索方法确定需要关闭的阀门、调压器。     

基于信息技术的蒸汽管网在线优化管理

重点论述了通过蒸汽管网在线优化系统,完成蒸汽管网的现状评估和在线监测,为蒸汽管网改造方案的设计、运行方案的优化、节能技术的应用提供依据。帮助企业管理人员掌握管网运行工况、管网损失情况、改进管网流程、优化操作运行,达到了安全生产、节能降耗的目的。     

两种基于模式识别的枝状燃气管网泄漏定位方法

燃气管网的泄漏检测及定位研究一直是关注的焦点，但至今尚无较好的办法来实现管网的泄漏检测和定位。为此，介绍两种基于模式识别的枝状燃气管网泄漏检测与定位方法。利用小波分析对枝状燃气管网各端点获取的压力波信号进行消噪处理和奇异性分析，获取各端点压力突变点；再分别用加权最小距离分类器和神经网络法对泄漏点进行识别和定位。加权最小分类器法是基于标准化欧式距离和各属性权值计算基础上，将待检时间向量判定为与之距离最近的类，从而实现对泄漏点的定位；神经网络法分别选择BP网络和线性网络来判定泄漏点发生的管段及在该管段中的具体位置。仿真计算结果表明，两种方法获得的定位结果一致，证明了两种方法的有效性和精确性。     

独山子石化公司蒸汽管网的模拟与优化

为解决炼油化工一体化企业蒸汽管网系统压力不匹配及局部管段存在的压阻瓶颈问题,中国石油独山子石化公司利用现有计算机技术,针对蒸汽管网实际开发出蒸汽管网模拟优化软件系统(DSZ-PROSS,Dushanzi Pipenetwork Rigorous Online Simulation System)。采用DSZ-PROSS对蒸汽管网系统进行整体优化后,1.0 MPa蒸汽用量可降低4.75万t/a,发电量可增加23.2 GW.h/a。     

基于混合整数规划模型的星树型油气管网布局整体优化研究北大核心CSCD

油气管网建设成本巨大,因此需要根据管网的特点对其布局进行优化来降低投资,保障其合理性和经济性。本文针对油气集输系统管网设施选址离散性的特点,建立了考虑集输半径约束、处理容量约束以及数量约束条件的星树型油气管网的混合整数规划模型,并以陆上虚拟气田为例,采用分支定界法整体求解数学模型,得到了不同约束条件下的最优集输方案,分析了单个约束对整体布局的影响,进行了分级优化与整体优化下的井组划分和管网投资对比;最后以某陆上油田和海上油田为例进行了整体优化求解,进一步验证了模型的可靠性以及整体优化集输方案的经济性。