基于重要用户优先服务策略的天然气管网优化调度方法研究_徐源

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探究天然气长输管道调度运行管理

探究天然气长输管道调度运行管理天然气长输管道是连接天然气生产地和使用地的重要设施，其调度运行管理对于保障天然气供应和保障管道运行安全具有重要意义。

本文将从天然气长输管道的调度运行管理入手，探讨其运行管理的重要性、关键技术和现状存在的问题，并提出相应的改进措施。

2. 保障管道运行安全。

天然气长输管道是高压设施，一旦发生事故可能造成严重后果。

通过科学的调度运行管理，可以及时发现管道运行中存在的问题，采取相应的措施，保障管道运行安全。

3. 提高运行效率。

通过合理的调度运行管理，可以提高天然气长输管道的运行效率，降低能源消耗，降低成本，提高经济效益。

1. 数据采集与监测技术。

天然气长输管道的运行管理需要大量的数据支撑，包括管道温度、压力、流量等参数。

通过现代化的数据采集与监测技术，可以实时监测管道运行状况，及时发现问题并采取措施。

2. 智能调度技术。

利用人工智能、大数据等技术，实现管道运行的智能调度，根据实时数据对管道进行优化调度，提高运行效率，降低能耗。

3. 风险评估与预警技术。

通过风险评估技术，对管道运行中可能存在的风险进行评估，并通过预警技术及时发现问题，提前采取措施，降低事故风险。

1. 技术水平不足。

目前我国天然气长输管道调度运行管理中存在技术水平不足的问题，部分企业缺乏先进的数据采集与监测技术，导致管道运行监测不到位。

2. 安全隐患较多。

由于长输管道的复杂性和长期运行，存在一些老旧管道设施，其安全隐患较多，需要加强检修和维护。

3. 调度管理手段滞后。

部分企业在管道调度管理方面还停留在传统模式，没有充分利用现代化的智能调度技术，导致运行效率不高。

1. 提高技术水平。

加大对天然气长输管道调度运行管理技术的研究力度，推动企业引进先进的监测技术、调度技术，提高管道运行管理的科技含量。

2. 加强安全管理。

加强对管道设施的检修和维护工作，对老旧设施进行改造升级，提高安全性。

3. 推广智能调度技术。

鼓励企业推广应用智能调度技术，提高管道运行的智能化水平，提高运行效率。

天然气管道调度优化方法探讨

关键词：管道：调度；优化
中图分类号：ＴＥ８３２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１．５７８ｏ（２ｏ１５）１１．０１１４．０１
最大收益目标函数是根据天然气的不同销售价格和不同的用户要求确定管网的输配气方案，可以建立以企业收益为目标的最大收益目标函数。天然气管道运营收益主要通过计算管网中天然气购销气收益与管网系统中压缩机的能耗费用之差，而两者是相互制约的：在管网中各个用户和气源的天然气价格固定的条件下，管网中的天然气流量增加了，管网中的天然气的购销收益增加了，但却使得管网系统中的提供管输压能的压缩机能耗费用相应增加。因此，为了获得天然气管网系统运营部门的最大经济效益，天然气运营部门制定管网集输配气运行方案时需要同时考虑管网系统中的天然气购销收益和管网系统中的压缩机的能耗费用。最大流量目标函数是为了充分利用管道的输送能力，将尽量多的天然气输送至下游用户，所建立的以管网内天然气流量最大化为目标的目标函数。混合目标函数是天然气管网系统的调度有时不但要考虑管网内气体流量，也要权衡管道运营企业的经济效益。假设管网的购气价格和售气价格不变，此时管网的最大流量目标函数与最大收益目标函数共同构成混合目标函数，通过将最大流量目标函数与关于企业经济效益的函数相关联，随着我国管道运营管理的日益完善，混合目标函数还可能考虑了环境、能耗、安全等多种因素。３．２优化方法的研究。对天然气管道调度方案优化方法的研究主要分为如下几部分：建立了在保障管道安全运行的前提下，对天然气管道调度方案的经济效益进行优化的数学模型；对比各算法的特点，采用遗传算法优化网络进行调度方案和压缩机能耗的二次建模；通过模拟软件建立天然气管道运行模型，得到管道在不同调度方案下的运行情况，作为建模和验证时所用的数据。研究技术路线是以管道运营经济效益最大化为目标的最优化方法进行研究，主要分为建模和求解两部分。其中，建模部分是研究重点。首先利用统计学方法进行建模，更符合实际且易求解，所使用的改进的神经网络具有较强的拟合精度和泛化能力，通过训练与检验，最终得到精度满足研究需求的调度方案与压缩机能耗的数学模型，将此模型与销售价格、天然气购价等因素结合，得到天然气管道调度优化模型。由于该模型通过神经网络建立，与基于机理构建的管道运行的数值模型相比更为简单，求解速度大幅提高，为方程的求解和验证增加了很大的空间。由于使用模拟软件对管道运行进行模拟，模拟软件节省建模时间，方便对不同管道进行建模，并且当所研究管道进行调整后，易于进行相应修改，能够进行瞬态模拟，考虑地形起伏、温度变化，并能够在模拟过程中进行工况的图像展示，更为公开、权威，模拟精度得到很多管道公司的认可。随着我国管网的建设，管网将越来越复杂化，配套的压缩机等大型能耗设施将越来越多，通过模拟实现对管网调度方案的优化，建立合理、完善的调度管理体系，从而保证长输管网安全、可靠地运行，确保企业效益最大化的工作势在

基于优化运行数据库的干线天然气管网优化研究

基于优化运行数据库的干线天然气管网优化研究徐育斌;冷绪林;安云朋;刘少山;董平省【摘要】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.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2019(038)009【总页数】5页(P65-68,75)【关键词】天然气管网;管网优化;运行数据库;能耗方程;能耗费用【作者】徐育斌;冷绪林;安云朋;刘少山;董平省【作者单位】浙江浙石油储运有限公司;中国石油天然气管道工程有限公司;中国石油天然气管道工程有限公司;中国石油天然气管道工程有限公司;中国石油天然气管道工程有限公司【正文语种】中文伴随着国家工业化和城市化的发展进程以及环保要求的不断提高，天然气作为一种高效的清洁能源，需求量逐年增加。

管道输送是陆上天然气长距离运输的主要形式，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。

随着我国横跨东西、纵贯南北的天然气管输网络的形成，保持天然气管网安全、高效、经济地运行迫在眉睫[1]。

天然气干线管网通常具有多气源、多分输、多压力等级、多压气站类型等特点，在水力、热力系统方面具有复杂性，在气量分配、机组启停等方面具有多样性。

这些因素决定了大型输气管网优化工作具有挑战性，随着天然气管网规模扩大及运行复杂程度的提高，对管网集中调控提出了更高的要求，仅凭调度员经验难以全面应对管网运行问题，亟需高效的优化工具辅助制订运行方案，调整日常工况[2～4]。

天然气储气库优化调度与应急运维研究

天然气储气库优化调度与应急运维研究天然气储气库是一种重要的能源储备设施，它通过将天然气储存于地下储气库中，以应对能源供应的波动和紧急情况。

优化调度与应急运维是保证天然气储气库正常运行和灵活应对突发情况的重要方面。

本文将对天然气储气库优化调度与应急运维进行研究。

一、优化调度1.提高储气库储气能力天然气储气库的储气能力直接影响到能源供应的稳定性和可靠性。

为了提高储气能力，可以采取以下措施：（1）加大储气库的建设投入，增加储气库的容量。

这可以通过修建新的储气井和扩大地下储气空间来实现。

（2）优化储气库的运行方式，提高储气效率。

可以利用现代化的气体储存技术和先进的储气设备，如透平储气技术等。

2.建立优化调度模型建立一个科学合理的优化调度模型是优化调度的前提条件。

优化调度模型应考虑以下因素：（1）天然气的供需情况。

根据气象、经济和环境等因素，预测天然气的供需情况，并制定相应的调度计划。

（2）储气库的运行状况。

根据储气库的实时数据，预测其运行状况，并制定相应的调度方案。

（3）储气库的运行成本。

考虑储气库的运行成本，合理安排天然气的储存和调度。

3.制定调度策略在优化调度中，需要制定相应的调度策略来保证储气库的运行稳定和能源供应的可靠性。

可以考虑以下策略：（1）差价调度策略。

根据市场价格的波动，选择不同的购买和储存时机，以获取最大的利润。

（2）容量调度策略。

根据天然气的供需情况，调整储气库的容量来适应市场需求。

（3）调度优化策略。

通过优化调度算法和预测模型，提高调度效率和准确性。

二、应急运维1.建立应急预案天然气储气库作为能源的重要储备设施，在突发情况下需要迅速做出反应。

因此，建立一个科学合理的应急预案是必不可少的。

应急预案应包括以下内容：（1）突发事件的预测和预警机制。

利用现代信息技术，预测和预警突发事件的发生，以尽早做出反应。

（2）应急响应和处置机制。

设立应急响应机构，建立应急指挥中心，制定应急响应和处置方案，以及相关人员的职责和任务。

天然气管道网络动态调度与优化策略研究

天然气管道网络动态调度与优化策略研究天然气是一种重要的能源资源，具有环保、高效、安全、经济等优点，已经成为国民经济的重要支撑。

而在我国，天然气的供应主要依靠输气管道网络。

而如今，随着社会发展的不断加快和人民生活水平的提高，天然气需求量也在不断地增加。

如何运用科技手段，优化管道网络调度，以最大化地满足天然气的供需与安全要求，已经成为当前急需要解决的问题。

一、管道网络动态调度：困境与挑战在天然气供应体系中，管道网络动态调度是保障天然气供应的重要环节。

但是，目前我国管道网络存在着如下几方面困境和挑战：1.资金成本高。

建设天然气管道需要大量的资金投入，而成本极高又不易回收。

因此，现有的管道系统建设成本很高，管道建设速度受限。

对于这个困境，我们应该通过合理的制度安排和科技创新措施来解决。

2.质量控制难。

管道的建设和维护都需要很高的技术要求，对于施工质量的控制也是非常困难。

为了保证供应质量与安全，对管道进行修补、检测、保养是非常重要的。

3.维修费用高。

与其他能源资源相比，管道网络的维修费用相对较高，而且其维修工作又难以进行规模化、集中化，修护速度较慢。

4.管理困难。

管道所涉及到的液态或气态物质都是比较危险的，对于这些危险物质的运输、管理都需要严格的制度规范、安全管理措施等。

二、管道网络动态调度优化策略研究面对以上问题和挑战，我们应该加强对管道网络动态调度的优化策略研究，满足社会对天然气的需求，同时确保信任度和安全度。

1.基于大数据算法和模型的管道网络动态调度系统研究目前，管道网络动态调度系统大多采用人工思维，该方法存在时效性差、复杂性高等问题。

而基于大数据算法和模型的自动化管道网络动态调度系统是一种可靠的方法，既能减少人为误差，同时又能降低成本。

2.应用人工智能技术优化动态负载调度算法目前管道网络的负载调度算法依靠的是静态逻辑判断，无法识别经常变化和复杂情况的真实情况。

而应用人工智能技术，建立基于动态数据模型的负载调度算法能真正的优化网络调度，满足动态需要。

城市供气系统调度与天然气调控研究

城市供气系统调度与天然气调控研究随着城市人口的增加和工业化进程的加快，城市供气系统调度和天然气调控成为了一个重要的研究领域。

城市供气系统的稳定运行对于保障城市居民日常生活和工业生产的需要至关重要，而天然气调控则是实现供需平衡和保障天然气市场有序运行的关键。

本文将从城市供气系统调度和天然气调控两个方面进行研究。

城市供气系统调度是指根据天然气的供应情况、用户需求和供气管网状况等因素，对城市供气系统进行合理调度，确保供气系统稳定运行。

城市供气系统调度涉及到燃气管线的规划、供气压力的控制、天然气储备的安排等多个方面。

首先，燃气管线的规划是城市供气系统调度的基础。

通过对城市气源地的分析和燃气管道的布局，可以实现优化供气路径和降低输送能耗的目标。

其次，供气管网的维护和升级也是城市供气系统调度中的重要环节。

及时检查和修复燃气泄漏、管道老化等问题，保障供气管网的正常运行。

另外，合理控制供气压力也是城市供气系统调度的核心。

通过监测供气管网的压力变化，及时调整供气压力，既能满足用户需求，又能避免对管网造成损害。

最后，针对恶劣天气等突发情况，合理安排天然气储备，确保城市供气系统在突发情况下的应急能力。

天然气调控是指对天然气市场进行管理和监控，保障供需平衡和市场有序运行。

天然气调控的目标是维护供需平衡、促进市场竞争、保障消费者权益。

首先，保障供需平衡是天然气调控的首要任务。

通过监测天然气供应和需求的情况，及时调整供应量和价格，保证供需平衡，避免供应过剩或供应不足的情况发生。

其次，推进市场竞争是天然气调控的一个重要方向。

通过引入竞争机制，鼓励不同天然气供应商之间的竞争，增强市场活力和降低价格，使消费者能够获得高质量的天然气服务。

另外，保障消费者权益也是天然气调控中的一个重要任务。

通过建立公平、透明的市场规则，规范天然气价格和服务质量，保护消费者的权益，维护市场秩序。

城市供气系统调度与天然气调控的开展离不开科技的支持。

新一代信息技术的发展为城市供气系统调度和天然气调控提供了更加精细化、智能化的手段。

基于智能算法的天然气管道网络优化调度研究

基于智能算法的天然气管道网络优化调度研究天然气管道网络是重要的能源基础设施，对于实现能源供应的安全、可靠和高效非常关键。

为了提高天然气管道网络的运行效率，需要进行优化调度研究，以最大限度地利用管道资源，降低运营成本，并保障供气的稳定性。

本文将基于智能算法对天然气管道网络进行优化调度的研究。

首先，智能算法在天然气管道网络优化调度中的应用具有重要意义。

传统的优化方法往往需要大量的计算和耗费大量的人力物力，而智能算法作为一种能够模仿人类智慧的方法，能够快速、高效地找到全局最优解。

智能算法包括遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法等，这些算法能够通过不断迭代和搜索，找到最优的天然气管道网络调度方案。

其次，基于智能算法的天然气管道网络优化调度需要考虑的因素包括供气压力、管道流量和管道布局等。

供气压力是天然气管道网络运行的重要参数，需要通过优化调度来降低能量损失，保证管道供气的安全性。

管道流量则需要在最大化输送能力的同时，避免管道堵塞和过载，保持运输的均衡性。

此外，管道布局的优化调度也是关键因素，合理的管道布局可以降低运输的损失和风险，提高天然气管道网络的可靠性。

在基于智能算法的天然气管道网络优化调度中，需要建立相应的数学模型。

首先，需要对天然气管道的输送特性进行建模，包括管道的流态、流速、压力等参数。

其次，需要确定目标函数，例如最小化能量消耗、最大化供气能力等，以及约束条件，如管道流速、压力的限制等。

然后，将这些参数和目标函数输入到智能算法中，通过不断优化搜索，得到最优的管道网络调度方案。

基于智能算法的天然气管道网络优化调度研究中还需要考虑到实际的运营情况和约束条件。

例如，天然气使用量的季节性变化、供气压力的需求变化等。

同时，天然气管道网络往往是一个复杂的网络系统，需要考虑到不同管道之间的相互作用和协调。

因此，在建立数学模型时需要考虑到这些实际情况和约束条件，以及各种可能的不确定性因素。

最后，基于智能算法的天然气管道网络优化调度研究可以通过仿真实验来验证其效果。

天然气输配系统优化与调度考核试卷

A.线性模型
B.非线性模型
C.确定性模型
D.随机性模型
14.以下哪项因素对天然气输配系统优化调度的影响较大？（）
A.气源价格
B.用户需求
C.管网设备性能
D.气候变化
15.天然气输配系统优化调度中，以下哪种方法有助于降低能耗？（）
A.提高供气压力
B.减少输气管道数量
C.优化管网布局
D.提高输气设备负荷
（）
3.天然气输配系统优化调度中，常用的数学模型包括线性模型、非线性模型和______模型。
（）
4.优化天然气输配系统调度时，常用的智能优化算法有遗传算法、粒子群算法和______算法。
（）
5.天然气输配系统的输配效率受到输气管道直径、压力和______等因素的影响。
（）
6.为了降低天然气输配系统的能耗，可以采取优化管网布局、提高输气设备负荷和______等措施。
10.在天然气输配系统优化调度中，不需要考虑气源价格波动的影响。（）
五、主观题（本题共4小题，每题10分，共40分）
1.请简述天然气输配系统优化调度的重要性，并列举三种常用的优化方法。
（10分）
2.天然气输配系统在用气高峰时段容易出现供气不足的问题，请提出至少两种解决措施，并分析其效果。
（10分）
3.请阐述多目标优化在天然气输配系统优化调度中的应用，并介绍一种多目标优化算法的基本原理。
1.天然气输配系统中，以下哪项不是优化调度的目标？（）
A.提高能源利用率
B.降低输配成本
C.减少用气高峰时段供气
D.提高系统运行稳定性
2.在天然气输配系统中，以下哪种情况最适宜采用管网优化调度？（）
A.用气量波动较大
B.管网设备严重老化

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些用户的天然气供应。对于限停用户供气量顺序的国际上有两种做法，一种是在欧美比较成熟的确定，天然气营销市场，前期签订一些可中断的天然气供应合同，根据合同的赔付金额的高低进行限停供气；
，：作者简介：徐源（男，博士，工程师，从事油气田生产运行优化与节能降耗方面的研究；ｅｔｒｏｃｈｉｎａ．１９８１－）Ｅ－ｍａｉｌｘｕｕａｎ０１＠ｐｙ。ｃｏｍ．ｃｎ
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３６
４卷辽宁石油化工大学学报第３
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另一种是在没有构建成熟天然气营销市场的国家，其限停供气的顺序由管网运营部门或者政府单方面
］１３－。总之，根据天然气售价的高低确定［无论是签订
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（）文章编号：１６７２－６９５２２０１４０６－００３５－０７
基于重要用户优先服务策略的天然气管网优化调度方法研究
徐源１，刘蔷２，刘武３，杨兴兰４
（中国石油规划总院，北京１西南油气田天然气研究院，四川成都６１．０００８３；２．１０２１３；，；，）西南石油大学石油工程学院四川成都中国石油北京油气调控中心北京３．６１０５００４．１００１０１摘要：设备故障、自然灾害、用户用气需求增加等原因，天然气管网运营部门需要对各由于气源供应不足、个用户供应量进行重新分配和调整，而天然气在管网系统的运行过程中，其运行参数受流动规律的限制，用户对天然气供应压力和流量也有相应的要求。在综合考虑管网运行特性和用户用气需求的基础上，以用户重要度作为配置天然气供应量的依据，提出基于重要用户优先服务策略的天然气管网资源优化分配模型，优化资源分配，减少天然气的低效利用率，降低因天然气供应紧急、短缺带来的不利影响。以一个由３５个节点、３３条管段和３个压缩机站构成，涉及各个用户类型的实际管网为例，应用建立的模型和方法，通过计算得出管网系统的最优运行方案，为生产运行调度提供了重要依据。关键词：运行调度方案；用户重要度；资源分配；负荷系数；优化模型；应用实例：／中图分类号：ＴＥ８３２．２文献标志码：Ａｄｏｉ１０．３６９６－６９５２．２０１４．０６．００８ｉ．ｓｓｎ．１６７２ｊ
第３４卷第６期２０１４年１２月
辽
宁
石
油

化
工
大
学
学