[發(fā)明專利]一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210276931.9
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114818447A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭松;崔翔宇;蔣鵬;劉俊;許歡
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

1.一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征是，包括以下步驟：

S1：獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

S2：根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析油氣管道在潛在事故下的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)；

S3：構(gòu)建多目標(biāo)油氣集輸管網(wǎng)布局優(yōu)化模型；

S4：對多目標(biāo)油氣集輸管網(wǎng)布局優(yōu)化模型進(jìn)行求解，輸出油氣集輸管網(wǎng)布局方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征是，所述S2具體為：使用個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)衡量油氣管道的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)，對油氣管道失效原因進(jìn)行分析，計(jì)算不同失效位置下由不同失效原因?qū)е率鹿实氖?，按照油氣泄漏事故的致死率對特定監(jiān)測點(diǎn)有影響的油氣管道進(jìn)行分段，通過三地帶分割法計(jì)算不同致死率下的管道致死長度，根據(jù)管道失效率和對應(yīng)的管道致死長度計(jì)算油氣管道的運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征是，所述個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)的計(jì)算公式如下：

其中，IR為個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)；i為失效類型，為i失效類型對應(yīng)的油氣管道失效率，L_FL,i為i失效類型對應(yīng)的致死長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征是，所述S3中多目標(biāo)油氣集輸管網(wǎng)布局優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)如下：

其中，目標(biāo)函數(shù)Z₁為管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)成本最低，N_V表示油田中油氣井站個(gè)數(shù)，表示一級集輸站個(gè)數(shù)，表示二級集輸站個(gè)數(shù)，表示一級集輸站建設(shè)成本，表示二級集輸站建設(shè)成本，l_b表示第b根管道長度，f_b表示第b根管道單位長度價(jià)格，目標(biāo)函數(shù)Z₂為管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)最低，N_r表示油田內(nèi)部署風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測點(diǎn)個(gè)數(shù)，表示第j條管道發(fā)生事故時(shí)對應(yīng)失效率，L_FL,ij表示能對監(jiān)測點(diǎn)i產(chǎn)生影響的第j條管道長度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征是，所述多目標(biāo)油氣集輸管網(wǎng)布局優(yōu)化模型的井站和集輸站約束如下：

其中，各約束分別表示油田中共有N_V個(gè)油氣井站，個(gè)一級集輸站和個(gè)二級集輸站，m表示油氣井集合V被分為m個(gè)簇，且每個(gè)簇內(nèi)存在一個(gè)二級集輸站。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征是，所述S4具體為：對油氣管網(wǎng)布局優(yōu)化模型中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行初始化，設(shè)置粒子群更新規(guī)則的相關(guān)參數(shù)，對初始化后的各個(gè)粒子進(jìn)行適應(yīng)度評價(jià)，根據(jù)評價(jià)結(jié)果進(jìn)行雙粒子群劃分，每個(gè)粒子群根據(jù)不同的更新公式更新自身參數(shù)，并根據(jù)更新前后結(jié)果判斷是否需要進(jìn)行變異操作，并進(jìn)行外部文檔更新，完成一輪迭代后，粒子重新進(jìn)行適應(yīng)度評價(jià)，并循環(huán)如上操作，直至滿足終止條件，并輸出外部文檔粒子所對應(yīng)的油氣集輸管網(wǎng)布局方案。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征是，所述雙粒子群具體為開發(fā)組粒子群和探索組粒子群。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種油氣集輸管網(wǎng)布局多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征是，所述更新公式如下：

其中，表示第i個(gè)粒子在第k輪迭代時(shí)所處位置；表示第i個(gè)粒子在第k輪迭代時(shí)的粒子速度；pbest_i為第i個(gè)粒子的個(gè)體最優(yōu)位置；gbest_i為第i個(gè)粒子的全局最優(yōu)位置；c_1d，c_2d，c_1e和c_2e均為學(xué)習(xí)因子；r₁和r₂表示0～1之間的隨機(jī)數(shù)；w表示慣性權(quán)重。