一种成品油管网运输方法、系统、介质及设备技术方案

本发明专利技术属于油气管网领域，尤其涉及一种成品油管网运输方法、系统、介质及设备。该方法包括：步骤1，基于成品油管道参数以及主输泵参数确定运输方案的约束条件；步骤2，根据所述约束条件确定多个运输泵以及每个运输泵对应的物理参数；步骤3，基于每个运输泵对应的物理参数计算每个运输泵对应的电力成本，将对应电力成本最低的运输泵组成成品油管网运输通道。本发明专利技术借鉴流体力学中描述流体运动的思路，把建模视角从传统基于欧拉法的管网视角切换到基于拉格朗日法的批次视角，通过上述方案可以快速实现对于运输通道的确立。实现对于运输通道的确立。实现对于运输通道的确立。

【技术实现步骤摘要】
一种成品油管网运输方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术属于油气管网领域，尤其涉及一种成品油管网运输方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]大力推广工业节能技术势在必行。成品油管道运输作为石油产业链中的重要环节，其过程以输油站场内主输泵及其他辅助设施为能耗主体。与此同时，管道运行过程中的节能优化潜力巨大，单台泵的节能效果累积起来可使电力成本和碳排放量大大减少。因此，开展成品油管网计划
‑
运行联合优化研究对现有成品油管道运输实现节能降耗具有重要意义。
[0003]成品油的运输过程分为两个阶段：第一阶段为流量计划制定阶段，通常由计划部门根据下游市场需求来制定油品输送计划和各个站场的下载流量来保证能及时满足下游市场需求；第二阶段为计划运行开泵阶段，通常由运行部门根据已有的输油计划来制定相应的开泵方案，确保油品运输过程中的压力在安全范围内变化。成品油管道网络参数为连续时变变量，导致压力约束中存在多个连续时变变量相乘项，具有很强的非线性，难以求解。
[0004]因此，现有研究大多将流量和压力进行变量解耦，实现单一阶段的电力成本最小或针对两阶段联合优化模型采用粗略的近似处理，这一方面会导致优化结果的实际成本降低空间有限，另一方面较大的近似误差可能会使实际运行过程出现压力越限，危及管网运输安全。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种成品油管网运输方法、系统、介质及设备。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种成品油管网运输方法，包括：
[0007]步骤1，基于成品油管道参数以及主输泵参数确定运输方案的约束条件；
[0008]步骤2，根据所述约束条件确定多个运输泵以及每个运输泵对应的物理参数，所述物理信息包括分布位置信息；
[0009]步骤3，基于每个运输泵对应的物理参数计算每个运输泵对应的电力成本，将对应电力成本最低的运输泵组成成品油管网运输通道。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术借鉴流体力学中描述流体运动的思路，把建模视角从传统基于欧拉法的管网视角切换到基于拉格朗日法的批次视角，通过上述方案可以快速实现对于运输通道的确立。
[0011]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0012]进一步，所述约束条件包括：批次追踪约束条件、站场下载约束条件、管段流量约束条件、管段压力约束条件以及泵站压力约束条件。
[0013]进一步，所述管段压力约束条件包括压力损失条件或重构后的压力损失条件，所
述压力损失条件为：
[0014][0015]所述重构后的压力损失条件为对所述压力损失条件进行物理重构后得出的损失条件，所述重构后的压力损失条件具体为：
[0016][0017]LB
t，i，j
＝BCL
t，i，j
ψ
1t，i，j
，i＜i
max
；
[0018]LB
t，i，j
＝BCL
t，i+1，j
ψ
2t，i，j
，i＜i
max
;
[0019][0020][0021][0022]其中，PF
t，i
为第t个时间窗内管段(i，i+1)内的压力损失，JP
t，i
为第t个时间窗内管段(i，i+1)内的所有优品批次结合，ρ
t，i，j
为第t个时间窗内第j 批次油品在管段(i，i+1)内的油品密度，μ
t，i，j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i，i+1)内的油品粘度，m和β为列宾宗公式系数，D
i
为管段(i，i+1) 的管道内径，LB
t，i，j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i，i+1)内的水平长度，ΔHB
t，i，j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i，i+1)内的首末高程差， Q
t，i
为第t个时间窗内第i个站场的过站流量，g为当地重力加速度，JB为所有批次集合，LB
t，i，j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i，i+1)内的水平长度，ΔHB
t，i，j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i，i+1)内的垂直高度，ρ
j
为第j批次油品密度，μ
j
为第j批次油品粘度，BCL
t,i,j
为第t个时间窗内第j批次油头已到达第i个站场且油尾尚未到达第i个站场的状态变量，ψ
1t,i,j
以及ψ
2t,i,j
为人为引入辅助变量，ΔHP
i
为管段(i,i+1)内的高程差，LP
i
为管段 (i,i+1)内的的里程长度，为第t个时间窗内第j批次油头的体积位置坐标，V
iZ
为第i个站场的体积位置坐标，为第i+1个站场的体积位置坐标，为第t个时间窗内第j批次油尾的体积位置坐标。
[0023]进一步，所述目标函数具体为：
[0024][0025]其中，F为调度周期内所有站场主输泵的总电力成本，R为电价，SP
t,i,k
为第t个时间
窗内地i个站场第k台泵的启停状态变量，H
t,i,k
为第t个时间窗内地i个站场第k台泵的额定扬程，ρ
t,i
为第t个时间窗内第i个站场的过站油品密度，g为当地重力加速度，η为泵运行时的效率，Δt为调度时间窗长度。
[0026]本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种成品油管网运输系统，包括：
[0027]构建模块用于：基于成品油管道参数以及主输泵参数确定运输方案的约束条件；
[0028]确定模块用于：根据所述约束条件确定多个运输泵以及每个运输泵对应的物理参数，所述物理信息包括分布位置信息；
[0029]运输模块用于：基于每个运输泵对应的物理参数计算每个运输泵对应的电力成本，将对应电力成本最低的运输泵组成成品油管网运输通道。
[0030]本专利技术的有益效果是：本专利技术借鉴流体力学中描述流体运动的思路，把建模视角从传统基于欧拉法的管网视角切换到基于拉格朗日法的批次视角，通过上述方案可以快速实现对于运输通道的确立。
[0031]进一步，所述约束条件包括：批次追踪约束条件、站场下载约束条件、管段流量约束条件、管段压力约束条件以及泵站压力约束条件。
[0032]进一步，所述管段压力约束条件包括压力损失条件或重构后的压力损失条件，所述压力损失条件为：
[0033][0034]所述重构后的压力损失条件为对所述压力损失条件进行物理重构后得出的损失条件，所述重构后的压力损失条件具体为：
[0035][0036]LB
t，i，，j
＝BCL
t，i，j
ψ
1t，i，j
，i＜i
max
；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成品油管网运输方法，其特征在于，包括：步骤1，基于成品油管道参数以及主输泵参数确定运输方案的约束条件；步骤2，根据所述约束条件确定多个运输泵以及每个运输泵对应的物理参数，所述物理信息包括分布位置信息；步骤3，基于每个运输泵对应的物理参数计算每个运输泵对应的电力成本，将对应电力成本最低的运输泵组成成品油管网运输通道。2.根据权利要求1所述的一种成品油管网运输方法，其特征在于，所述约束条件包括：批次追踪约束条件、站场下载约束条件、管段流量约束条件、管段压力约束条件以及泵站压力约束条件。3.根据权利要求2所述的一种成品油管网运输方法，其特征在于，所述管段压力约束条件包括压力损失条件或重构后的压力损失条件，所述压力损失条件为：所述重构后的压力损失条件为对所述压力损失条件进行物理重构后得出的损失条件，所述重构后的压力损失条件具体为：LB
t，i，j
＝BCL
t，i，j
ψ
1t，i，j
，i＜i
max
；LB
t，i，j
＝BCL
t，i＋1，j
ψ
２t，i，j
，i＜i
max
；；；其中，PF
t,i
为第t个时间窗内管段(i,i+1)内的压力损失，JP
t,i
为第t个时间窗内管段(i,i+1)内的所有优品批次结合，ρ
t,i,j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i,i+1)内的油品密度，μ
t,i,j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i,i+1)内的油品粘度，m和β为列宾宗公式系数，D
i
为管段(i,i+1)的管道内径，LB
t,i,j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i,i+1)内的水平长度，ΔHB
t,i,j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i,i+1)内的首末高程差，Q
t,i
为第t个时间窗内第i个站场的过站流量，g为当地重力加速度，JB为所有批次集合，LB
t,i,j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i,i+1)内的水平长度，ΔHB
t,i,j
为第t个时间窗内第j批次油品在管段(i,i+1)内的垂直高度，ρ
j
为第j批次油品密度，μ
j
为第j批次油品粘度，BCL
t,i,j
为第t个时间窗内第j批次油头已到达第i个站场且油尾尚未到达第i个站场的状态
变量，ψ
1t,i,j
以及ψ
2t,i,j
为人为引入辅助变量，ΔHP
i
为管段(i,i+1)内的高程差，LP
i
为管段(i,i+1)内的的里程长度，为第t个时间窗内第j批次油头的体积位置坐标，V
iZ
为第i个站场的体积位置坐标，为第i+1个站场的体积位置坐标，为第t个时间窗内第j批次油尾的体积位置坐标。4.根据权利要求3所述的一种成品油管网运输方法，其特征在于，所述电力成本通过目标函数计算，所述目标函数具体为：其中，F为调度周期内所有站场主输泵的总电力成本，R为电价，SP
t,i,k
为第t个时间窗内地i个站场第k台泵的启停状态变量，H
t,i,k
为第t个时间窗内地i个站场第k台泵的额定扬程，ρ
t,i
为第t个时间窗内第i个站场的过站油品密度，g为当地重力加速度，η为泵运行时的效率，Δt为调度时间窗长度。5.一种成品油管网运输系统，其特征在于，包括：构建模块用于：基于成品油管道参数以及主输泵参数确定运输方案的约束条件；确定模块用...

【专利技术属性】
技术研发人员：仪林，廖兴万，李苗，方家琨，王盛世，段曦瞳，王建，刘晶冠，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：