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《灵敏度分析在储运优化设计中的应用综述_周昊》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第22卷第4期天然气与石油Vol.22,No.42004年12月NaturalGasAndOilDec.2004文章编号:1006-5539(2004)04-0001-03灵敏度分析在储运优化设计中的应用综述周昊,汪玉春(西南石油学院,四川成都610500)摘要:优化设计的灵敏度分析主要分析优化模型中参数和变量的微小变化对最优解的影响程度,对在工程实际中推广应用优化技术具有重要的作用。主要研究优化模型灵敏度分析技术在储运优化设计中应用的可行性。介绍了优化设计灵敏度分析的发展历程,基本理论和方法,分析了灵敏度分析技术在储运优化设计中应用的必要
2、性,证明了灵敏度分析技术在储运工程中具有广阔的应用前景。指出了灵敏度分析技术在储运优化设计中的应用方向和需解决的问题。关键词:灵敏度分析;优化设计;设计变量;石油天然气管道中图分类号:TE83212;O224文献标识码:A灵敏度是一个广泛的概念,从数学意义上可理气管网的优化设计。这些管道系统的优化设计主要解为,若一函数F(x)可导,其一阶灵敏度可表示为解决三个问题:a)布局优化问题:确定网络的拓扑形函数对变量x的导数。在不同的研究领域,灵敏度式,即确定管网连接形式以及布站方式;b)位置优化(Sensitivity)分析有不同的内涵。我们这里
3、讨论的问题:确定中间站(如分输站、计量站等)的几何位灵敏度分析指的是工程优化设计模型的灵敏度分置;c)参数优化问题:确定各管段管径、壁厚等管道析。参数。在此基础上,将各个子问题统一起来,求得整在优化设计模型中包含很多设计参数和变量,个油气管道系统的优化设计方案,其目标函数通常其中某些参数或变量的微小变化可能对目标函数或为油气管道系统在寿命期内的年折合费用。这些优约束函数的破坏与否产生巨大影响,而另一些参数化问题其数学模型大多为非线性规划问题,含有大或变量的微小变化可能影响不大或几乎无影响。当量的设计变量、设计参数(以输气管为例:如管径、壁求
4、得最优解后,研究某些参数与设计变量的关系,分厚、压气站站数、输送压力、压缩比等)和约束条件析参数和变量的微小变化对最优解的影响程度称为(如水力约束条件、强度约束条件、压缩机性能约束优化设计的灵敏度分析。条件等)。对储运工程中大量的优化设计数学模型,进行1灵敏度分析在储运优化设计中应用优化结果灵敏度分析可以得到有关目标、约束函数对设计变量,设计参数的灵敏度信息。灵敏度分析的必要性具有以下目的:随着我国能源政策的调整,我国将在未来几十a)检验所得最优方案的合理性与可靠性:通过年里,大力发展石油天然气管道以及各地城市天然方案的合理性检验可以帮助设
5、计者判断优化设计过气管网,这标志着将有大量优化技术应用于管道的程是否有误,即所建数学模型或所选寻优算法是否设计、建设和管理。储运工程的优化设计问题包括准确,从而决定是否需要重新优化,通过方案的可靠原油及成品油管道系统的优化设计,输气干线管道性检验则可以帮助设计者在技术设计阶段,有针对的优化设计,集油集气管网的优化设计和城市天然性地自觉考虑如何合理设计那些重要(即灵敏度高)收稿日期:2003-11-25;修回日期:2004-02-27基金项目:四川省重点学科建设资助项目(SZD0416)作者简介:周昊(1979-),男,四川自贡人,现在西南石
6、油学院攻读油气储运专业硕士学位,研究方向:储运工程优化设计。电话:(028)83030545。2天然气与石油2004年[1]的设计变量。文献提出了基于灵敏度信息的三量和安全系数。条适用于定性评价优化结果合理性的检验准则,使用简单且较为准确。优化解的可靠性主要根据灵敏2灵敏度分析技术的发展度的数值来进行判断。目标函数和约束条件对各设计变量、设计参数的灵敏度的绝对值均很小的方案储运工程中的最优化问题绝大多数都是有约束是低敏度方案,具有较好的可靠性。否则,要求其中的非线性规划问题。本文主要讨论非线性规划问题较敏感的设计变量、设计参数能保证在灵敏度
7、允许的灵敏度分析技术。非线性规划的分支很多,求解的误差内得以实现,否则该方案是不可靠的,没有实的难度也很大,不可能像线性规划的灵敏度分析那用价值,这时就必须修改设计要求或模型,以求得到样有比较通用的有效方法。非线性规划的灵敏度分可靠性较好,也即灵敏度较小的最优解。析理论研究是从20世纪60年代末才开始的,主要b)改进设计:有时,设计者可能觉得当前得到的研究内容集中在两个方面:a)使用增广拉格朗日函目标还不很满意,而为了改善设计目标,如增大输送数和罚函数法进行非线性规划的灵敏度分析;b)使压力或者减小管径,则难免违反某项起作用约束,因用几何规
8、划进行非线性规划的灵敏度分析。菲亚科此希望定量知道在改善目标的同时应该采取怎样的(A.V.Fiacco)等人在1968年提出使用罚函数法进措施来保证约束条件仍然起作用;或者实施方
