مدل سازی عملیات انتقال گاز در خطوط لوله و حل مسئله با استفاده از الگوریتم شبیه سازی تبرید

گاز طبیعی عموما از طریق خطوط لوله از محل تولید تا محل مصرف انتقال می یابد. شبکه خطوط لوله متشکل از دو بخش اصلی است: ایستگاه های تقویت فشار و خط لوله. ایستگاه های تقویت فشار در خطوط لوله نصب می شوند تا فشار موردنیاز جهت انتقال گاز از نقطه ای به نقطه دیگر را فراهم کنند. توربوکمپرسورهای موجود در ایستگاه های تقویت فشار 3 تا 5 درصد گاز انتقال داده شده را به عنوان سوخت مصرف می نمایند و %25 تا %50 هزینه کلی عملیات شرکت را تشکیل می دهند. بنابراین چالش اصلی کمینه سازی توان مصرفی ایستگاه های تقویت فشار و در ضمن آن بیشینه سازی گاز تحویلی به مشتری می باشد. حل این مسئله بهینه سازی به ما کمک می کند تا به این پرسش پاسخ دهیم که اگر نیازمند رفع تقاضای مصرف خاص باشیم چگونه پارامترهای عملیاتی را برای کمینه سازی مصرف سوخت کمپرسورها تنظیم نماییم محدودیت های فشار، دما و نرخ جریان گاز در گره ها، وضعیت توربوکمپرسورها و معادلات فشار و دما در ایستگاه های تقویت فشار در مدل این مسئله مدنظر قرار گرفتند. با توجه به غیرخطی بودن معادلات تابع هدف و محدودیت های مدل، این مسئله بهینه سازی را در گروه مسائل دشوار یا NP Hard قرار می گیرد که حل آن از طریق روابط ریاضی کلاسیک زمان بر و دشوار می باشد، قرار می دهد. لذا در این پژوهش سعی بر آن شده تا با کمک روش فرا ابتکاری الگوریتم تبرید، و تنظیم پارامترها در کوتاه ترین زمان ممکن به جواب بهینه دست یابیم.

Keywords:

خطوط لوله گاز , ایستگاه تقویت فشار , بهینه سازی , مصرف انرژی , الگوریتم شبیه سازی تبرید