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《西南石油大学》 2006年
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天然气管道运行优化模型及其寻优方法研究

杨毅  
【摘要】:天然气是一种清洁、优质的能源,本世纪在我国将得到大力的开发和利用。天然气的主要运输手段是管道输送,随着天然气工业的快速发展,我国天然气管道工业也得到了发展。近年来,我国天然气管网规模和天然气用户不断地扩大,如何保证天然气管道经济、安全、合理地运行成为了管道管理者们的一个重要课题。一个好的运行方案不仅能够保证管道系统安全运行,保证用户的正常生产和生活,而且可以节省大量运行管理费用,增加经济效益和社会效益。 近年来国内外天然气管道运行优化研究学者们的主要研究方向是关于天然气长输管道压缩机能耗最小的稳态运行优化模型,而对于天然气的集输配气管网的最大运行经济效益模型和管网系统的最大流量模型研究较少。因此本文研究的重点是天然气集输配气管网系统的优化运行,建立天然气管网系统稳态运行优化模型和动态运行优化模型,在研究和对比各种优化算法的优化机理的基础上,引入和建立优化算法求解天然气管网系统的运行优化模型,并将优化后的方案用于指导天然气管网系统的日常调度和管理,以增加天然气管网系统的经济效益和充分地利用管网系统的输送能力。 本文的主要工作如下: (1)在研究天然气管网稳态仿真模型的基础上,建立了天然气管网系统稳态运行优化模型; (2)对比现有的各种优化算法的优缺点的基础上,引入改进复合形算法和混合遗传退火算法并改进了线性化算法,形成了改进线性化算法。通过求解天然气管网系统稳态运行优化模型,验证了这三种算法的可行性; (3)在研究混合遗传退火算法混合策略的基础上,形成了两种混合算法,混合退火复合形算法和混合遗传复合形算法。将混合退火复合形算法用于求解天然气管网系统稳态运行优化模型,实例结果证明了其可行性和收敛性;将混合遗传复合形算法用于求解PID参数整定模型,算例结果验证了其可行性和收敛性; (4)在研究天然气管网系统动态仿真模型的基础上,建立了天然气管网系统动态运行优化模型,在对管网优化模型在时间和空间上分解后采用了改进线性化算法求解了该动态运行优化模型; (5)在研究PID和调节阀工作原理的基础上,对天然气管网系统的调节控制系统进行了研究和分析,建立了调节过程的数学模型。并对管网系统中的离心式压缩机的防喘振控制进行了研究和模拟分析,建立了防喘振调节方案; (6)对本文的主要研究内容和成果进行了总结,并展望了今后的研究工作。
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TE832

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨毅;周志斌;李长俊;向敏;;天然气管输调节控制仿真模型[J];天然气工业;2008年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 徐鑫磊;基于网络服务的城市天然气管网管理与应急系统研究[D];清华大学;2010年
2 金光;天然气输气管线系统优化设计与运行研究[D];华南理工大学;2012年
3 陈晓妮;城镇天然气管网优化系统的研究[D];西安石油大学;2011年
4 于进;天然气管网运行优化技术研究与软件开发[D];西南石油大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 魏龙,袁强;离心式压缩机的喘振及控制[J];风机技术;2004年01期
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10 湛锋,魏星,郭建全,胡志坚,陈允平;基于改进粒子群优化算法的PID参数整定[J];继电器;2005年19期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 高松竹;输气干线压缩机站优化运行研究[D];西南石油学院;2002年
2 肇勇;改进蚁群算法的理论及方法研究[D];西南石油学院;2004年
3 郑凤;天然气管网系统运行优化研究[D];西南石油学院;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期
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9 赵爱玲;黄景涛;;基于单片机的电阻炉温度控制系统[J];安阳工学院学报;2008年06期
10 霍建平;多变量自校正解耦控制器及其应用[J];北方工业大学学报;1990年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 张明;周永权;;一种新型的全局优化算法—区间进化算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 曾喆昭;;基于神经元PID最优控制的汽轮机调速系统研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 赵永国;刘广亮;吴昊;李松源;;智能在线式手持PID参数整定仪的设计与软件开发[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
6 欧林林;周佩冬;陈宣光;俞立;;离散时滞系统的H_∞低阶控制器参数集研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 张亮;;模糊/PID控制器的设计及仿真研究[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
8 方飞;张勇;谢红霞;;点焊逆变电源的恒峰值电流控制[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
9 田翠侠;邢科礼;张国贤;;基于灰色预测补偿的模糊PID在电液伺服系统中的应用研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
10 罗庚兴;;基于PLC的液位模糊自适应PID控制研究与应用[A];第十三届中国科协年会第10分会场-节能减排战略与测控技术发展学术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周芳;蒸汽发生器检修机械手路径规划及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
3 周子冠;电网多数据源在线诊断方法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
4 曾智刚;波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究[D];华南理工大学;2010年
5 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
6 南栋祥;具突变性对象的量子神经网络突变波函数及权重波函数的分析与研究[D];昆明理工大学;2009年
7 何丽娟;冷变换器原理及其在低品位热驱动制冷系统中的应用研究[D];浙江大学;2009年
8 李国能;燃烧诱发热声不稳定特性及控制研究[D];浙江大学;2009年
9 刘思华;电网故障诊断方法的研究[D];山东大学;2010年
10 刘庆堂;高压天然气管网动态模拟与壅塞流动特性研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
2 马爱清;真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计[D];南昌航空大学;2010年
3 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
4 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
5 刘鲁艳;基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D];山东科技大学;2010年
6 商亮亮;先进PID算法研究及其在开口闪点仪温控系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
7 魏光宇;二维转台控制系统[D];长春理工大学;2010年
8 黄磊;模糊控制技术在热风炉温控系统中的应用研究[D];长春理工大学;2010年
9 徐玉颖;气垫式流浆箱智能解耦控制系统[D];浙江理工大学;2010年
10 刘健洪;基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏玉峰;胡云姣;谢鑫;;改进遗传算法在天然气管网设计中的应用[J];北京化工大学学报(自然科学版);2007年06期
2 彭珊鸰;宋鹰;吴凡;;基于蚁群算法的点状注记智能化配置[J];测绘科学;2007年05期
3 刘钊;徐鑫磊;王红亮;欧阳坤;谢颖立;方正;;GIS网络分析中蚁群算法的改进与应用研究[J];测绘科学;2010年S1期
4 胡萃为;GIS技术在天然气管网信息系统建设中的应用[J];城市燃气;2004年09期
5 王同华 ,王磊 ,张春波 ,卢守卫;燃气管网设计中的模拟与优化研究进展[J];城市燃气;2005年05期
6 於家;吴健平;;利用UML模型构建Geodatabase的方法与实践[J];测绘与空间地理信息;2008年01期
7 吴碧君;西气东输工程及其建设中的环境保护问题[J];电力环境保护;2001年02期
8 罗智勇,刘湘南;基于Geodatabase模型的空间数据库设计方法[J];地球信息科学;2004年04期
9 于进;田颖;宋晓琴;王龙;杜炘洁;;管道阴极保护系统管理软件研究[J];化学工程与装备;2010年11期
10 苑伟民;贺三;袁宗明;刘畅;张华丽;;求解BWRS方程中压缩因子的数值方法[J];管道技术与设备;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 柏毅;川西地区天然气管网优化及仿真技术研究[D];西南石油学院;2004年
2 陈娟;长输原油管道设计方案优化研究[D];西南石油学院;2004年
3 杜学武;求解约束优化问题的增广拉格朗日函数法[D];上海大学;2005年
4 冯凯;小城镇灾害数字仿真与公共安全应急管理的集成研究[D];中南大学;2006年
5 蔡浩;控制污染物扩散的应急通风关键问题研究[D];同济大学;2006年
6 崔谦;油气管道泄漏检测方法的研究及应用[D];天津大学;2005年
7 唐承沛;中小城市突发公共事件应急管理体系与方法[D];同济大学;2007年
8 胡清洁;求解约束优化问题的序列二次规划方法研究[D];湖南大学;2008年
9 傅跃强;应急系统响应可靠性理论及在火灾应急中的应用研究[D];南昌大学;2008年
10 贺凤云;水驱低渗油田集输管网优化调整方法研究[D];大庆石油学院;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯彬;利用GIS技术重构西安市天然气公司管网管理系统[D];西北大学;2001年
2 速绍华;ComGIS二次集成开发理论与实践[D];云南师范大学;2003年
3 李卫华;天然气管网系统优化设计研究[D];西南石油学院;2003年
4 郑利平;遗传算法在城市燃气管网优化中的应用研究[D];重庆大学;2003年
5 董晓华;WebGIS互操作模型研究与应用[D];重庆大学;2004年
6 肖敬斌;大气污染物扩散稀释的计算机模拟研究[D];北京化工大学;2004年
7 郑凤;天然气管网系统运行优化研究[D];西南石油学院;2004年
8 李群;基于GIS的城市消防应急指挥支持系统[D];首都经济贸易大学;2005年
9 李越;天然气管网数值模拟[D];西南石油学院;2005年
10 梁炎明;天然气长输管网稳动态计算及负荷预测研究[D];西安理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王荧光;;苏里格气田集输管线清管过程瞬态模拟[J];天然气工业;2009年11期
2 卢正;毕旭东;;天然气管线信息系统的设计与开发[J];西南石油大学学报(自然科学版);2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郑建国;大型天然气管网仿真计算引擎的研究与实现[D];西南石油大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘立登,黄晓峰;基于相似度的可变编码长度遗传算法[J];北京化工大学学报(自然科学版);1997年03期
2 王剑奇,翁宝,王毅敏,闫晓霞;改进的动态比较法确定机组的最优组合[J];电力学报;1996年01期
3 张太生,师亚文;一种改进遗传算法在发电机组优化组合中的应用[J];电力学报;1998年01期
4 丁立功,钱跃辉,翟中牛;遗传/禁忌组合算法在发电机组优化组合中的应用[J];电力学报;2000年04期
5 武俊峰,薛雨,王强,陈善本;脉冲GTAW焊过程辩识及PID控制[J];电机与控制学报;2002年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋红波;杨毅;;原油管道运行优化技术研究[J];西南石油大学学报;2007年S1期
2 陈学锋;马永驰;;一种改进的变权重管网负荷组合预测方法[J];石油工业技术监督;2005年12期
3 代小华;汪玉春;朱勇;代治海;宋永亮;;基于SVM方法的天然气管网负荷预测研究[J];天然气与石油;2009年02期
4 吴月先;;低渗低产气井不关井确定地层压力方法及应用[J];新疆石油科技;1999年03期
5 唐良广;李刚;冯自平;樊栓狮;;热力法开采天然气水合物的数学模拟[J];天然气工业;2006年10期
6 代小华;白建辉;杨玲;唐小江;;基于LS-SVM的天然气管网负荷组合预测[J];管道技术与设备;2010年03期
7 洪海燕;;油田供水系统仿真建模及算法研究[J];科学技术与工程;2010年19期
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9 杨毅;李长俊;;优化算法在天然气管网运行中的应用[J];西南石油学院学报;2006年01期
10 郑凤,李长俊;天然气管网系统输配气运行优化研究[J];油气储运;2004年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙永喜;邹兴;汤伟喜;;试论城市天然气管网选材[A];江苏省天然气利用学术研讨会论文集(下)[C];2002年
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4 吕学伟;白晨光;邱贵宝;欧阳奇;;烧结配料优化研究[A];2006年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会文集[C];2006年
5 王振玉;;推广使用天然气汽车 深入开展天然气汽车研究[A];四川省汽车工程学会天然气汽车专业委员会学术论文汇编[C];1996年
6 张平;;浅谈天然气在汽车上的推广应用及效益分析[A];新世纪中国城市公共交通现代化论坛论文集[C];2001年
7 钟文琪;顾利锋;陈雨亭;;从我国能源结构看“西气东输”工程[A];江苏省天然气利用学术研讨会论文集(上)[C];2002年
8 李文英;钟卫;;川西北输气场站设备泄漏检测及分析[A];四川省第十次环境监测学术交流会论文集[C];2005年
9 芦永明;田乃媛;徐安军;贺东风;;棒线材生产流程炉机匹配模型的建立[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
10 程刚;倪何;孙丰瑞;;某型船用冷凝器键合图建模与仿真研究[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者  王志田 通讯员  边龙;大庆天然气分公司管网巡护见到实效[N];中国石油报;2006年
2 记者 王志田通讯员 边龙;大庆天然气分公司确保装置冬季平稳运行[N];中国石油报;2007年
3 李占彬;西气东输春节天然气销量稳中有升[N];中国石油报;2004年
4 王志田 通讯员 边龙;大庆油田天然气初加工量大幅攀升[N];中国石油报;2007年
5 彭波;保证春节成品油天然气市场供应[N];中国石化报;2006年
6 高学冬;供气能力将骤增到6亿立方米[N];黑龙江日报;2007年
7 记者 第广龙;长庆全力保障向北京平稳供气[N];中国石油报;2006年
8 记者 宁彬实习记者 王桂根;中国石化增加冬季天然气供应量[N];中国石化报;2007年
9 王志田;大庆至齐齐哈尔天然气管道铺设紧锣密鼓[N];中国石油报;2008年
10 孙进赵旭;西气东输管道公司呼吁用户继续完善应急预案[N];中国石油报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨毅;天然气管道运行优化模型及其寻优方法研究[D];西南石油大学;2006年
2 闫水保;电厂热力系统节能分析方法研究[D];东南大学;2002年
3 余江;机场扩展终端区的运行优化策略研究[D];西南交通大学;2005年
4 刘燕;燃气管网计算理论分析与应用的研究[D];天津大学;2004年
5 刘伟;厄尔尼诺事件多因素成因分析[D];吉林大学;2005年
6 潘立卫;板翅式甲醇水蒸汽重整制氢反应器的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
7 杨栋;裂缝中气液二相流体临界渗流机理与理论研究[D];太原理工大学;2005年
8 文成杨;双重介质气藏流固耦合数值模拟研究[D];西南石油学院;2005年
9 贾俊曦;固体氧化物燃料电池传热传质模型研究[D];大连理工大学;2006年
10 吴细秀;开关电器触头材料喷溅侵蚀模型研究及其试验[D];华中科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑凤;天然气管网系统运行优化研究[D];西南石油学院;2004年
2 裴闪;重型燃气轮机发电机组实时仿真模型研究[D];华北电力大学(河北);2007年
3 吴献东;模拟移动床分离过程的建模与优化研究[D];浙江大学;2006年
4 尹应德;空调水系统的模拟和节能调节研究[D];湖南大学;2005年
5 师春元;甲烷泄漏检测及扩散研究[D];西南交通大学;2006年
6 闫新龙;活性炭成型及其对天然气吸附性能的研究[D];中国石油大学;2009年
7 王琳琳;天然气开采技术综合评价研究[D];大庆石油学院;2008年
8 曾晓彬;天然气热氯化法生产低含水量甲烷氯化物品的工程研究[D];四川大学;2003年
9 乔和;直线振荡电机磁场有限元分析及数值计算[D];辽宁工程技术大学;2004年
10 王宗礼;天然气中氩同位素组成的对比测定及差异分析[D];中国科学院研究生院(兰州地质研究所);2004年
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