天然氣管網(wǎng)指定時段運行優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、隨著天然氣管網(wǎng)規(guī)模增大和輸量增長，耗能設(shè)備不斷增加，能耗成本不斷上升，目前能耗成本占專業(yè)公司現(xiàn)金成本的比例已達45％。迫切需要集中優(yōu)勢力量，重點在管輸運行環(huán)節(jié)進行優(yōu)化。在為輸氣管道制定中長期運行方案或為日輸量比較平穩(wěn)的輸氣管道制定日運行方案時，通常采用穩(wěn)態(tài)優(yōu)化方法；但在輸氣管道日常運行管理過程中，當供氣壓力、溫度、流量改變、用氣量變化、切斷或接通緩沖用戶、啟/停壓縮機組、開/關(guān)閥門、管道發(fā)生事故性漏氣或斷裂時，輸氣管道系統(tǒng)會進入非穩(wěn)態(tài)工

2、況運行，此時穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運行的方法不能精確地描述輸氣管道系統(tǒng)內(nèi)天然氣的真實流動過程，不足以為其提供充分、合理的運行方案，此時應(yīng)采用指定時段運行優(yōu)化運行的方法指導輸氣管道系統(tǒng)的運行管理。
　　針對以上問題，本文進行了天然氣管網(wǎng)指定時段運行優(yōu)化技術(shù)研究，自主開發(fā)了天然氣管網(wǎng)運行優(yōu)化軟件OptNGP。
　　首先，由于天然氣各類物性對優(yōu)化結(jié)果的影響，本文選取BWRS狀態(tài)方程對天然氣物性參數(shù)進行計算方法研究，結(jié)合天然氣管網(wǎng)優(yōu)化運行的特點，

3、選用了合適的天然氣管道流動計算和壓縮機、壓縮機站能耗計算方法，并開發(fā)了OptNGP軟件物性計算模塊、管路計算模塊和壓縮機站計算模塊，對結(jié)果進行了實例計算與對比，對比結(jié)果合理。可用于后續(xù)管網(wǎng)運行優(yōu)化計算。
　　其次，本文建立輸氣干線穩(wěn)態(tài)運行優(yōu)化的數(shù)學模型，采用動態(tài)規(guī)劃法進行求解，基于出站壓力離散步長對優(yōu)化結(jié)果的影響，本文對其進行了詳細分析，綜合考慮計算速度和精度，確定出應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃法求解輸氣管道運行優(yōu)化問題時，建議離散步長選取0.0

4、2～0.04MPa為宜?；趯﹄x散步長影響的研究提出了變步長動態(tài)規(guī)劃法，此方法大大提高了計算速度。開發(fā)了OptNGP軟件天然氣管道穩(wěn)態(tài)運行優(yōu)化模塊，使用TGNET軟件對優(yōu)化方案的合理性進行驗證，采用控制條件法進行了最優(yōu)性驗證，結(jié)果顯示OptNGP軟件適用于天然氣管線穩(wěn)態(tài)優(yōu)化計算，對穩(wěn)態(tài)優(yōu)化有較高的實用價值。
　　最后，本文建立了天然氣管線指定時段優(yōu)化運行模型，提出了基于“獨立時間層”的動態(tài)規(guī)劃法，將多個時間層的動態(tài)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變成若