管道科技研究中心天然气管网运行优化技术

天然气管网运行优化是最优化技术在管输生产中的具体实践，其本质是在管道系统结构和外部条件已知的情况下，根据气源的供气和用户的用气需求，考虑一定的限制条件，对管道系统的运行参数进行优化，有效地进行调度管理，使管网工作状况满足最优准则要求，达到经济、安全、平稳输气的目的。

国外已形成管道（网）运行优化的商业软件，如DNV GL公司的SynerGEE-Gas、ESI公司的Pipeline Optimizer、Gregg公司的FlowDesk等；在国内，管道运营单位和石油院校联合开发了一些专用的管道优化软件，如WEGPOPT和SimuOpt2007等，这些具体管道优化软件对于提高管道运行水平起到重大作用，但无法解决我国大规模复杂天然气管网的运行优化难题。

由于天然气管网系统运行优化属于典型混合整数非线性规划问题（Mixed Integer Nonlinear Programming，缩写为MINLP），主要体现在以下两个方面：①输气管网的运行方案主要由以下四类变量决定，即：压气站的出站压力、管网中的流量、站内压缩机的启停以及截断阀的开闭。②约束条件主要有：管道承压上限、管流基本方程、压缩机可行域、压气站进出站压力上下限、用户合同压力和流量等。目前，尚未有一类合适的算法和求解器能够有效求解大规模的MINLP问题，MINLP问题在求解上依然有许多瓶颈尚未突破。

管道科技研究中心于2013年开始研究管网优化技术，旨在计算中国石油骨干管网在特定工况下的最优运行方案。综合考虑问题的难度、生产的急迫性和国内外研究情况等多方面因素，优化项目组制定了管网定制优化及管网通用优化两条技术路线，分别满足短期优化生产需求和长期管网业务发展。……