[發明專利]一種油氣集輸管網布局多目標設計優化方法

在審

• 申請號: 202210276931.9
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114818447A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 鄭松;崔翔宇;蔣鵬;劉俊;許歡
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

本發明公開了一種油氣集輸管網布局多目標設計優化方法，包括以下步驟：S1：獲取基礎數據；S2：根據基礎數據分析油氣管道在潛在事故下的運輸風險；S3：構建多目標油氣集輸管網布局優化模型；S4：對多目標油氣集輸管網布局優化模型進行求解，輸出油氣集輸管網布局方案。本發明將油氣集輸管網的布局問題考慮在內，在滿足所有給定的約束條件的背景下，分析油田區域內管道泄漏等事故造成的風險影響，將管網系統建設的總成本和潛在管道運輸風險最小化，構建相關模型并通過優化算法求得油氣集輸管網布局方案。

技術領域

本發明涉及系統建模應用領域，尤其是指一種油氣集輸管網布局多目標設計優化方法。

背景技術

在油氣田地面工程投資中，油氣集輸系統投資占比巨大，集輸系統的合理布局對于提高經濟效益具有重大意義。油氣集輸管網布局是系統而復雜的科學問題，傳統的油氣集輸管網布局方法多以單一的管網建設成本作為優化目標。然而管道布局環境中潛在著多種可能引起管道失效的因素，這些因素可能導致管道泄漏及更嚴重的事故，給人員的生命和財產帶來巨大的損害。同時，許多傳統的油氣集輸管網布局方法僅考慮油田無障礙的情形，未將油田中不可布局的區域考慮在內，因而這種布局方法不具有普遍性。例如，一種在中國專利文獻上公開的“一種單站與多站協同優化一體式油氣集輸智能管理系統”，其公告號CN104361454A，該系統開發了具有設備運行安全可控、流程優化協同功能的油氣集輸智能管理一體化系統平臺(IMSOGTS)，其實現SCADA監控軟件的基礎功能外，核心功能包括單站場的智能化管理與多站場的協同優化，單站智能管理融合報警管理、故障診斷和決策、能耗優化分析功能；多站協同優化采用“多點一線”的整條管線上多站場的協同優化生產，實現對現有的油氣集輸站的安全管理、節能優化功能，雖然該系統具有油氣集輸過程的單站場與多站場的安全運行、節能增效、協同優化管理等優點，但是并沒有將油氣管道在潛在事故下的運輸風險造成的影響考慮在內，存在安全隱患的問題。

發明內容

本發明是為了克服現有技術的沒有將油氣管道在潛在事故下的運輸風險造成的影響考慮在內，存在安全隱患的問題，提供一種油氣集輸管網布局多目標設計優化方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種油氣集輸管網布局多目標設計優化方法，包括以下步驟：S1：獲取基礎數據；S2：根據基礎數據分析油氣管道在潛在事故下的運輸風險；S3：構建多目標油氣集輸管網布局優化模型；S4：對多目標油氣集輸管網布局優化模型進行求解，輸出油氣集輸管網布局方案。本發明將油氣集輸管網的布局問題考慮在內，在滿足所有給定的約束條件的背景下，分析油田區域內管道泄漏等事故造成的風險影響，將管網系統建設的總成本和潛在管道運輸風險最小化，構建相關模型并通過優化算法求得油氣集輸管網布局方案。

作為本發明的優選方案，所述S2具體為：使用個人風險衡量油氣管道的運輸風險，對油氣管道失效原因進行分析，計算不同失效位置下由不同失效原因導致事故的失效率，按照油氣泄漏事故的致死率對特定監測點有影響的油氣管道進行分段，通過三地帶分割法計算不同致死率下的管道致死長度，根據管道失效率和對應的管道致死長度計算油氣管道的運輸風險。

作為本發明的優選方案，所述個人風險的計算公式如下：

其中，IR為個人風險；i為失效類型，為i失效類型對應的油氣管道失效率，L_FL,i為i失效類型對應的致死長度。

作為本發明的優選方案，所述S3中多目標油氣集輸管網布局優化模型的目標函數如下：