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成品油管道批次计划优化方法研究进展

油气储运 2020年第10期39卷 1103-1108页

作者：陈海宏左丽丽吴长春中海油研究总院有限责任公司中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·油气管道输送安全国家工程实验室·城市油气输配技术北京市重点实验室

成品油管道一般采用多种油品顺序输送方式,其运行管理工作的一项重要内容是制定批次计划,在短时间内制定较优批次计划对提高成品油管道批次计划编制水平及效率具有重要意义。对国内外成品油管道批次计划优化问题的研究现状进行了梳理:... 详细信息

成品油管道一般采用多种油品顺序输送方式,其运行管理工作的一项重要内容是制定批次计划,在短时间内制定较优批次计划对提高成品油管道批次计划编制水平及效率具有重要意义。对国内外成品油管道批次计划优化问题的研究现状进行了梳理:从数学规划法、智能算法、启发式算法及分解手段的角度出发,系统总结了解决成品油管道批次计划优化问题的5种策略;对建立成品油管道批次计划优化模型需采用的时间与体积表达方式、需满足的约束条件、需考虑的优化目标进行了阐述;对模拟批次计划采用的时序递推法、空间递推法进行了对比分析。结合工程实际需求,提出了成品油管网批次计划优化研究目前存在的问题及未来发展趋势。

关键词：成品油管道顺序输送批次计划最优化仿真数学模型

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成品油管网批次计划编制方法

油气储运 2016年第3期35卷 285-289页

作者：周雪静中国石油大学(北京)

为了研究成品油管网顺序输送批次计划的制定方法,并利用此方法得到批次计划的一个可行解,针对由西部成品油管道、兰郑长成品油管道和兰成渝成品油管道组成的管网进行了批次计划的研究。基于单条成品油管道的批次调度算法,分析了成品油... 详细信息

为了研究成品油管网顺序输送批次计划的制定方法,并利用此方法得到批次计划的一个可行解,针对由西部成品油管道、兰郑长成品油管道和兰成渝成品油管道组成的管网进行了批次计划的研究。基于单条成品油管道的批次调度算法,分析了成品油管网批次计划的模型假设、约束条件和编制原则,结合管道连接处油库的库存、炼厂的产量及下游管道的油品需求,按照"先满先输"的原则,提出了制定批次计划的算法,得到了成品油管网的输入计划和分输计划。根据模型及算法,采用C语言编制出整个管网的批次计划报表。利用该程序,可以得到每个分输站的分输开始时间、结束时间、分输体积等信息,极大地提高了编制批次计划的工作效率,并为管网的调度工作提供依据。

关键词：成品油管网批次计划可行解 C语言

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批次需求型成品油管道的批次计划优化模型

油气储运 2018年第9期37卷 1000-1004,1012页

作者：陈海宏左丽丽吴长春刘鸣王莉刁逢中海油研究总院中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

对于大多数成品油管道,制定可行的批次计划方案,往往需要考虑管道类型多变、站场作业方式多变、各类工艺约束等要求。以批次需求型成品油管道为研究对象,选取管道沿线所有管段运行流量整体平稳性最高作为目标函数,综合考虑批次跟踪、管... 详细信息

对于大多数成品油管道,制定可行的批次计划方案,往往需要考虑管道类型多变、站场作业方式多变、各类工艺约束等要求。以批次需求型成品油管道为研究对象,选取管道沿线所有管段运行流量整体平稳性最高作为目标函数,综合考虑批次跟踪、管段流量、中间站分输与注入、末站分输、站场需求等约束条件,采用离散时间表达方式建立了管道中间站批次计划优化的混合整数线性规划(MILP)模型。以某成品油管道为例,选取8 h为时间步长离散计划期,利用CPLEX软件计算获得管道中间站批次计划最优方案。优化结果表明,利用所建立的MILP模型产生的批次计划具有较强的可实施性。(图3,表3,参20)

关键词：成品油管道顺序输送批次计划最优化混合整数线性规划

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成品油管道批次计划优化的两阶段法

油气储运 2018年第11期37卷 1254-1258,1279页

作者：陈海宏左丽丽张志军宋进舟郭悠悠吴长春中海油研究总院中国石油大学北京、城市油气输配技术北京市重点实验室中国石油天然气股份有限公司北京油气调控中心

针对单点注入、多点分输的成品油管道,提出了批次计划优化的两阶段法。第一阶段以计划期内管道沿线各站场分输/注入每种油品的需求体积未完成值之和最小为优化目标,利用贪婪算法确定一个可行的管道首站输入计划;第二阶段根据第一阶段获... 详细信息

针对单点注入、多点分输的成品油管道,提出了批次计划优化的两阶段法。第一阶段以计划期内管道沿线各站场分输/注入每种油品的需求体积未完成值之和最小为优化目标,利用贪婪算法确定一个可行的管道首站输入计划;第二阶段根据第一阶段获得的管道首站输入计划,以计划期内管道沿线各管段流量随时间波动的幅度之和最小为优化目标,采用模拟退火算法优化各分输站分输计划。以某成品油管道的历史运行计划为例,验证了该方法的有效性,为成品油管道批次计划优化软件的开发提供了技术支持。

关键词：成品油管道顺序输送批次计划最优化两阶段法

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成品油管道运行模式对比分析研究

成品油管道运行模式对比分析研究

作者：倪玮隆中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

在石油行业发展初期,我国的成品油管道主要归属于国有企业。由于不同企业的成品油管道在运行工艺技术和目标考虑的优先级不同,管道运行模式也有所不同。随着国家管网公司的成立,成品油管道从中独立出来,由管网公司负责统一运营。不同的... 详细信息

在石油行业发展初期,我国的成品油管道主要归属于国有企业。由于不同企业的成品油管道在运行工艺技术和目标考虑的优先级不同,管道运行模式也有所不同。随着国家管网公司的成立,成品油管道从中独立出来,由管网公司负责统一运营。不同的管道运行模式适用不同场景,当市场资源发生变化时,需要根据实际管道需求情况选择运行模式编制管道调度方案,从而提高管道输送的稳定性和管网公司运营的经济效益。本文对不同运行模式下的成品油管道进行研究。首先针对原中国石化的成品油管道的运行特点,考虑了集中分输、运行平稳性和临界混油流量等实际操作工艺,建立了以站场下载偏差最小为目标的管道调度模型,通过将求解变量带入流量模型中二次求解,解决了管道流量波动频繁的问题。其次针对原中国石油的成品油管道的运行特点,考虑了停输界面、停输时长和混油越站等实际操作工艺,建立了以管道停输混油损失最小为目标的管道调度模型,能够在满足站场需求的基础上减少混油损失。将上述模型分别用于多条实际的成品油管道中进行求解,能够得到满足现场要求的调度计划。当市场资源发生变化,为了对比分析应用不同运行模式下管道调度计划的效果,提出了满意度、混油长度和能耗三个指标对管道运行模式下的经济效益进行评价。将模型应用于多条实际管道中,结果表明,当管道需求量改变时,可根据不同指标选出更合适的管道运行模式,提高管道运营的经济效益,为管网公司运营提供参考。

关键词：成品油管道运行模式调度优化批次计划运行工艺

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油品需求型成品油管道分输计划优化

石油学报 2019年第8期40卷 990-996页

作者：陈海宏左丽丽吴长春李清平中海油研究总院深水工程国家重点实验室北京100028 中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249

成品油管道的最大特点是采用'背靠背'的方式同时输送多种油品,其运行与管理的一项重要内容是制定批次计划。利用计算机自动优化批次计划对提高成品油管道管理水平与效率具有重要意义。成品油管道批次计划优化问题建模的难点在于如何描... 详细信息

成品油管道的最大特点是采用'背靠背'的方式同时输送多种油品,其运行与管理的一项重要内容是制定批次计划。利用计算机自动优化批次计划对提高成品油管道管理水平与效率具有重要意义。成品油管道批次计划优化问题建模的难点在于如何描述批次在管道内的运移过程以及满足诸多的工艺运行要求。针对单点注入、多点分输油品需求型成品油管道分输计划优化问题,以管道沿线各管段运行流量整体平稳性最高为目标,采用离散时间的表达方法建立了混合整数线性规划模型。模型可满足批次跟踪、管段运行流量、首站输入、中间站分输、末站分输、站场需求等约束条件。为增加优化结果的实用性,模型中引入了两类约束条件:管道沿线任一中间站应既允许执行部分分输作业,也允许执行全分输作业;为减少管道操作人员的工作量,要求在相邻的两个时段内,若同一中间站对同一批次执行部分分输作业,其分输流量应保持一致。以成品油管道历史输油任务为例,成功利用CPLEX软件获得了模型最优解,验证了模型的有效性。

关键词：成品油管道顺序输送批次计划最优化混合整数线性规划

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成品油管道分输计划优化的并行模拟退火算法

石油科学通报 2019年第1期4卷 102-110页

作者：陈海宏左丽丽吴长春李清平中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249 中海油研究总院深水工程国家重点实验室北京100028

成品油管道运行与管理的重要内容之一是制定批次计划。当管道输送油品种类多、沿线分输/注入站多、计划周期长时,制定可行的批次计划并非易事,而优化批次计划,则难度更大。批次计划优化算法的准确性与计算耗时直接决定了其能否应用于实... 详细信息

成品油管道运行与管理的重要内容之一是制定批次计划。当管道输送油品种类多、沿线分输/注入站多、计划周期长时,制定可行的批次计划并非易事,而优化批次计划,则难度更大。批次计划优化算法的准确性与计算耗时直接决定了其能否应用于实际生产。针对单点注入、多点分输成品油管道,本文提出并行模拟退火(Simulated Annealing, SA)算法来优化管道分输计划。并行策略是指在每次迭代时同时产生多个新解,提高了迭代效率。并行SA算法中每个新解的构造分为两个阶段:1)利用变量邻域解构造方法局部调整分输计划原方案;2)基于分输作业衔接性规则微调分输计划新方案,形成新的迭代点。以某成品油管道的历史输油任务为例,验证了并行SA算法的有效性,为该算法推广应用至实际生产提供了参考。

关键词：成品油管道顺序输送批次计划最优化模拟退火算法并行计算

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成品油管道分输计划优化的启发式方法

油气储运 2020年第11期39卷 1244-1249页

作者：陈海宏左丽丽吴长春中海油研究总院有限责任公司北京市100028 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·油气管道输送安全国家工程实验室·城市油气输配技术北京市重点实验室

高效的批次计划优化方法对提高成品油管道管理水平具有重要意义。针对单点注入、多点分输的成品油管道,基于分输作业衔接性经验优化准则,提出了一种管道分输计划优化的启发式方法——分输作业衔接法。该方法将管道沿线分输站分组,每组... 详细信息

高效的批次计划优化方法对提高成品油管道管理水平具有重要意义。针对单点注入、多点分输的成品油管道,基于分输作业衔接性经验优化准则,提出了一种管道分输计划优化的启发式方法——分输作业衔接法。该方法将管道沿线分输站分组,每组包括连续分布的几个分输站,从上游至下游依次编制每组站场的分输计划。在编制分输计划时,遵循同组各站的分输作业时间段尽可能无缝衔接的经验优化准则。每次确定某站场分输某批次的计划时,分输开始时刻优先设定为相邻站场某次分输作业的结束时刻,分输流量优先设定为分输流量最小允许值。以某成品油管道1个月的输油任务为例,验证了分输作业衔接法的有效性,为成品油管道分输计划编制提供了可行方法。(图6,表3,参20)

关键词：成品油管道顺序输送批次计划最优化启发式方法

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融入AI理念的成品油管网批次优化方法研究

融入AI理念的成品油管网批次优化方法研究

作者：王珩宇中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

随着我国成品油管网规模不断扩大,管网运行调度的难度增加。目前国内一些成品油管网的批次计划优化面临两大困扰,一是现有优化方法的计算量大、耗时长,二是难以满足管网中某些特殊的运行约束。鉴于近年来迅速发展的人工智能(AI)技术为... 详细信息

随着我国成品油管网规模不断扩大,管网运行调度的难度增加。目前国内一些成品油管网的批次计划优化面临两大困扰,一是现有优化方法的计算量大、耗时长,二是难以满足管网中某些特殊的运行约束。鉴于近年来迅速发展的人工智能(AI)技术为解决复杂优化问题提供了新思路,本文尝试引入经验规则或启发性规则、自适应搜索等AI理念解决成品油管道和管网批次优化问题,以期能较好地解决这两大困扰。为便于求解,基于成品油管道批次计划的逻辑结构,将一条成品油管道的批次计划优化问题分解为首站输入计划优化子问题和沿线分输/注入计划优化子问题。针对计划期各油品总发油量未知时的首站输入计划优化问题,提出了基于初始方案构造及逐步调整的优化方法,其中融入了管道历史运行数据和相关的启发式规则。为了减少成品油管道停输过程中产生的混油量,通常对停输时的油品界面位置有某些限制性要求。成品油管道运行过程中往往同时存在多个界面,且界面位置随油流移动,因而对该要求进行数学描述比较困难。本文深入分析了油品界面位置随时间的变化规律以及与首站输入计划和沿线分输/注入计划的关系,在此基础上建立了一组用于描述该要求的停输界面约束条件,并将其引入成品油管道分输/注入计划优化的MILP模型中。利用GUROBI优化软件求解了该优化模型,通过对三条管道的优化结果分析总结了管道分输/注入计划优化的经验规则。针对成品油管网批次计划优化问题,本文提出了一种改进模拟退火(ISA)算法,其融入了并行计算、自适应搜索以及管道沿线分输/注入计划优化的经验规则。将ISA算法应用于某成品油管网,获得的批次计划合理可行,且表明该算法能有效地处理停输界面约束,效率较高。

关键词：成品油管道批次计划最优化人工智能模拟退火算法