二氧化碳管道输送网络拓扑结构的两级协同优化设计

摘要

为满足二氧化碳长距离管道输送的网络化运行需求，本文构建了一种信息网络拓扑优化与输送运行调度协同的两级优化模型，将站场、阀室与压缩机组抽象为通信与计算节点，将光纤专线、工业以太网与公网蜂窝抽象为拓扑链路，在端到端时延、可靠性与安全边界约束下建立网络参数与管道水力工况的耦合关系。一级优化以分层分域、链路冗余与边缘节点部署为决策变量，二级优化以业务分级承载、路由队列调度与任务卸载为决策变量，保障监测、告警与控制业务在负荷波动和故障切换场景下的服务质量。结果表明：该方案可提升网络可用性与恢复能力，降低时延与抖动，增强压力控制稳定性并抑制压缩能耗波动，为碳捕集、利用与封存技术(CCUS)管道工程工业互联网规划与运行优化提供参考。

关键词

二氧化碳管道输送 / 工业互联网 / 信息网络拓扑 / 运行调度