基于并行SAGA的成品油管道开泵方案优化

为了降低管道运行能耗,针对成品油管道开泵方案的优化求解方法主要包括动态规划算法(Dynamic Programming,DP)和基本遗传算法(Simple Genetic Algorithm,SGA),其存在管道较长时计算效率低及求解结果最优性不高等问题。在对成品油管道运行过程中开泵方案优化问题深入分析以及对并行计算技术深入理解的基础上,应用模拟退火遗传算法粗粒度模型(Coarse-Grained Simulated Annealing-Genetic Algorithm,CGSAGA)进行较大规模的成品油管道开泵方案优化研究。以某实际运行的成品油管道为例进行计算,结果表明:CGSAGA的求解效率与结果最优性均优于传统串行算法,因而为成品油管道开泵方案优化快速、准确制定提供了有效的途径。     

三维地形下环枝状复合型集输管网拓扑结构优化

集输管网拓扑结构优化是油气田地面集输系统优化的一个重要组成部分,不同的拓扑结构将直接影响集输系统建设开发的经济效益。目前,集输管网的拓扑结构优化研究多集中于枝状管网、放射状管网、环状管网等单种管网连接形式,对一环带数枝的环枝状组合形式的复合型集输管网优化研究较少。为此,提出了新的优化方法,其以一种寻找最优环的方法为基础,将各井口就近插入环网,形成一环带数枝的环枝状复合型管网。以管网总费用最少为目标函数,考虑地形起伏等因素对管道走向的影响,研究了环枝状复合型集输管网在三维地形下的拓扑结构优化问题,并提出了耦合遗传算法和A*算法的方法求解模型。利用已有文献中的某煤层气田集输管网作为算例进行验证,结果表明:优化后的管网连接方式可以减少环枝状集输管网连接长度,降低集输管网建设的投资费用,且该方法不仅可以实现二维平面上的优化,在对地形进行模拟仿真后,也可用于三维地形下的管网优化。     

考虑市场竞争条件的管输天然气供应链优化

天然气作为一种清洁、绿色的能源,在全球能源消费结构中占比越来越重。目前,虽然已有大量关于天然气供应链优化的研究,但多集中于单一供应方的最优需求分配,对多方竞争市场下的天然气供应链优化研究鲜有报道。针对两供应方竞争同一市场,以两方所获总利润最大为目标函数,考虑供需平衡约束、管道建设约束、站场建设约束以及储气库建设约束等,对两方分别建立混合整数二次规划(Mixed Integer Quadratic Programming,MIQP)模型以及混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,并结合粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对模型进行求解。将模型应用于某一沿海地区的天然气供应链系统,求解得到各供应方的供气方案和建设方案。计算结果表明:该模型具有一定的适用性,模型求解的稳定性较好。研究成果对于考虑市场竞争的天然气供应链优化、保障天然气资源供应的经济性和稳定性具有指导意义。     

大型成品油中转油库调度优化

中转油库作为成品油管网系统的重要节点,影响着整个系统的批次调度计划。为保证油库与管道协调运行,必须综合各方面因素来制定油库的调度计划。针对中转油库调度优化问题,基于研究时间内收发油计划、油库信息等数据,考虑油罐下载、外输、倒罐、检修等操作,以油罐切换费用和收发油蒸发损耗费用之和最小为目标函数,建立混合整数线性规划(MILP)模型,并以某真实油库为例,求解得到该油库各油罐的详细调度计划。计算结果表明:该模型准确性较高、实用性较好,可以为中转油库调度计划的制定提供指导。(图3,表4,参20)     

成品油一次物流优化与协调方法研究进展

成品油一次物流优化与协调方法研究对提高运输效率、降低运营成本具有重要意义。基于中国成品油物流体系特征，从物流优化与协调两大视角对国内外研究现状、方法进行了分析与总结。在成品油一次物流优化研究方面，就战略层与战术层而言，现有研究仍无法有效解决资源分布不匹配、供需结构不匹配的矛盾；优化方法仍以数学规划法为主，少量研究引入启发式方法或机器学习算法以应对规模庞大的难题；利用线性加权法、ε-约束法等解决多目标规划问题，有效实现了多个主体的协同优化；采取随机规划、鲁棒优化改进模型，可解决不确定性优化问题。在成品油一次物流协调研究方面，中国仍停留在定性分析阶段。为适应复杂的物流系统结构，协调方法的研究从单一契约向组合契约发展，并扩充至企业内、企业间两方面。研究成果可为成品油一次物流优化与协调方法的进一步探索提供参考，对促进理论模型与实际业务融合、多主体集中决策模型开发、收益共享协调机制建立有积极作用。（图2，表1，参68）