油田地面集输管网优化技术分析

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1、第一章绪论而且发展出一套容错规则，可以对管线的泄漏做出一些适当的反应。Goldberg在他的专著中建议推广遗传算法最优化技术在工程领用的应用范围。1990年，澳大利亚阿德莱德大学的Simpson和Dandy成立了遗传算法研究小组，开始吧遗传算法应用在陪配水系统优化设计领域。他们在早期工作内容是研究遗传算法最优化技术模拟压力管网，编写计算程序和设计简单的编码技术。1992年他们开始尝试把遗传算法最优化技术应用在管径设计问题上。直到1995年，遗传算法才开始有效地应用在复杂的配水系统设计上。遗传算法在管网优化设计上的应用国内比国外更为有限，但是仍有不少学者对这方面进行了研究，并且取得了一定的成果

2、。对于给水管网的经济管径问题，段常贵等人曾把遗传算法应用在煤气输配管网管径的优化设计上；周荣敏等提出了一种进行树状管网布局优化单亲遗传算法，并且把这种改进了的遗传算法应用在环状管网优化设计上；刘扬于2003年首次把遗传算法应用在了油气集输系统布局优化领域，经过实践，刘扬证实遗传算法的诸多特点使其在布局优化上的应用中能很好地解决问题，并且能得到比传统的优化方法更好的结果；张启阳、史培玉则在2004年把遗传算法应用在了油气混输管网的管径优化设计上，实践结果显示有很好的应用效果。1．3本文的主要研究内容本文的主要研究内容有以下几点：(1)通过查阅资料文献，了解油田地面集输管网优化相关知识与以及国际

3、最新研究状况。(2)研究并建立混输管路的水力、热力计算模型。(3)应用遗传算法对集输管网的管径、站址等参数进行优化，得到经济上的最优解。(4)使用最短路法对井组的管路连接进行优化。1．4本文创新点(1)根据油田的特点，结合遗传算法建立了集输系统优化计算模型(2)基于VisualBasic编译了一套油田集输管网优化设计软件，大大减轻了工程设计人员的工作强度，提高了计算的准确性。西安石油大学硕士学位论文第二章最优化理论概述2．1最优化问题概况最优化法是最有价值和最常用的定量方法之一。最优化理论和方法的出现可以追溯到古老的极值问题，然而，在21世纪40年代末它才成为一门独立的学科。Dantzing

4、于1947年提出求解一般线性规划问题的单纯形算法，随着工业革命、信息革命以及计算机技术的发展，它得到了迅猛的发展。现在，解线性规划、非线性规划以及随机规划、非光滑规划、多目标规划、整数规划等各种最优化问题的理论研究发展迅速，新方法不断涌现，在经济、军事、科学等方面得到了广泛的应用，成为一门十分活跃的学科【7J。最优化技术能够提供各种战略，可以用数学方法来证明它的最优性，进行最优化计算过程时，通常是在固定的成本上力争最大的利益，或者在既定的收益下将成本降到最低，这里提到的收益主要是指利润、生产水平等，而成本是指土地，机器，劳动，资金以及其它资源。最优化需要考虑“目标函数”和“约束条件”的限制。

5、从经济角度考虑，“目标函数”则是指利润值或者其它收益值，也可能是指成本。在确定最优方法时，必须遵循数学上的限制即“约束条件”，例如，该方法必须考虑到预算额、资源限制以及可使用的劳动时数，达到这些方面的适应且要相互协调。充分考虑约束条件后取得目标函数的最大(小)值，同时目标函数也达到全局最优，此时称该解为最优解，即为“最优决策”，而在众多可能方案中确定最优决策的方法则是最优化法。最优化方法最终是为了到目标函数的全局最优解，从而排除大量的可能方案。在工程应用中，常通过建立优化模型来求模型的解即定量优化。若想要把一个实际问题量化，则首先需要建立数学模型，即把实际问题转化为具体的数学问题，从而最优化

6、的解决该问题。而模型的建立是数学建模中最关键以及最难的一步。最优化数学模型包括三部分，分别是设计参数变量、目标函数以及约束条件。为了求得一个函数P的最大值，通常先计算求．P的最小值，因此优化问题的数学模型可用下式表示：minp(x)S．tgi仅)=0f=1，2，．．．，mx∈Ah，IX)≥0，=1，2，⋯，刀式中：p(x1一目标函数或评价函数；gi(工)一等式约束函数，个数为m个；h，(X)一不等式约束函数，个数为11个。最优化问题的数学模型按不同的研究方向可分为以下几种【43】：1．按目标函数和约束函数的性质可分为：线性规划和非线性规划；2．按目标函数指标可分为单目标规划和多目标规划；4第

7、二章最优化理论概述3．按约束条件存在与否可分为无约束优化和有约束优化；4．按自变量的取值可分为离散规划或整数规划和动态规划；5．按自变量处理方式可分为确定性规划和不确阿定性规划。在当今数学和计算机科学研究领域中，对求解最优化问题的理论和算法的研究是重要的课题之一。优化算法是指在某种思想和机制的基础上，根据客户的具体要求或约束得到试用的规则或方案。优化算法有两种，局部最优算法和全局最优算法。其中局部优化的理论更