三维地形下的两级星型集输管网整体优化设计

摘要

油气计量站和中央处理厂在油气集输管网中合理的数量和位置可使得管网经济效益最优。大量学者对两级星型结构进行了研究，但仅建立了简单的模型，重在算法的研究，未提出全面通用的数学模型。研究了三维地形下的两级星型集输管网整体布局优化设计问题，设计考虑了站的最大容量和集输半径约束。先采用改进的24邻域正反交替搜索A^*算法求解三维地形下最小管道总长度，得到井间距离矩阵，后构建离散空间中的两级星型集输管网整体优化模型，目标是最小化管网总投资，用混合整数线性规划问题求解器CPLEX进行求解。通过算例分析，验证了模型的可靠性、正确性和实用性，比较了距离约束和容量约束对求解结果的影响，以及整体优化与分级优化的效果。结果表明，整体优化模型能够得到全局最优解，优化结果优于分级优化，在实际油田区块中的应用也取得了良好的经济效益。

关键词

三维地形 / 两级星型 / 集输管网 / 数学模型 / 整体优化