Optimisation of the operating parameters of the natural gas compressor station

• Autorzy: Osiadacz Andrzej J. , Chaczykowski Maciej

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2023.5.2

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja parametrów pracy stacji przetłocznej gazu ziemnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an algorithm of automatic search for the optimal values of the operating parameters of the natural gas compressor station. It has been assumed that natural gas can be supplied with two types of compressors: centrifugal compressors and motor-compressors. The nonlinear programming problem with continuous and discrete variables was solved to evaluate the number of simultaneously operating compressors and their operating parameters. The total fuel consumption in each time interval is minimized subject to the constraints imposed.

PL

W artykule przedstawiono algorytm automatycznego poszukiwania optymalnych wartości parametrów pracy tłoczni gazu ziemnego. Założono, ze gaz ziemny może być dostarczany za pomocą dwóch rodzajów sprężarek: odśrodkowych oraz tłokowych. Rozwiązano problem programowania nieliniowego ze zmiennymi ciągłymi i dyskretnymi w celu optymalizacji liczby jednocześnie pracujących sprężarek i ich parametrów. Minimalizowano całkowite zużycie paliwa w każdym przedziale czasowym z uwzględnieniem nałożonych ograniczeń.

Słowa kluczowe

EN

compressor station; optimisation of operating parameters; compressor fuel cost minimisation; nonlinear programming

PL

stacja przetłoczna; optymalizacja parametrów pracy; minimalizacja kosztów gazu paliwowego; programowanie nieliniowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 5
• Strony: 5--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Osiadacz Andrzej J.

• Warsaw University of Technology, 20 Nowowiejska St, 00-653 Warsaw, Poland

autor

Chaczykowski Maciej

• Warsaw University of Technology, 20 Nowowiejska St, 00-653 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Domschke, P., Geißler, B., Kolb, O., Lang, J., Martin, A., Morsi, A. (2011) Combination of nonlinear and linear optimization of transient gas networks. INFORMS Journal on Computing, 23(4), 605-617.
• [2] Ehrhardt, K., Steinbach, M. C. (2005) Nonlinear optimization in gas networks. In: Bock, H. G. (Ed.) Modeling, simulation and optimization of complex processes. Springer, Berlin-Heidelberg, pp. 139-148.
• [3] Krishnaswami, P., Chapman, K. S., Abbaspour, M. (2004) Compressor station optimization for linepack maintenance. In: Proceedings of the 36th PSIG Annual Meeting, Palm Springs, PSIG 0410.
• [4] Larson, R. E., Wismer, D. A. (1971) Hierarchical control of transient flow in natural gas pipeline networks. In: Proceedings of the IFAC Symposium on Distributed Parameter Systems, Banff, Alberta, Canada.
• [5] Luongo, C. A., Gilmour, B. J., Schroeder, D. W. (1989) Optimization in Natural Gas Transmission Networks: A Tool to Improve Operational Efficiency. Proceedings of the 3rd SIAM Conference on Optimization, pp. 110-117.
• [6] Mahlke, D., Martin, A., Moritz, S. (2010) A mixed integer approach for time-dependent gas network optimization. Optimization Methods & Software, 25(4), 625-644.
• [7] Moritz, S. (2007) A mixed integer approach for the transient case of gas network optimization. PhD thesis, Darmstadt University of Technology.
• [8] Odom, F. M., Muster, G. L. (2009) Tutorial on Modeling of Gas Turbine Driven Centrifugal Compressors. In: Proceedings of the 40th PSIG Annual Meeting, Galveston. PSIG-09A4.
• [9] Osiadacz, A. J. (1980) Nonlinear programming applied to the optimum control of a gas compressor station. International Journal for Numerical Methods in Engineering 15(9), 1287-1301.
• [10] Osiadacz, A. J. (1994) Dynamic optimization of high pressure gas networks using hierarchical systems theory. In: Proceedings of the 26th PSIG Annual Meeting, San Diego. PSIG-9408.
• [11] Osiadacz, A. J. (1998) Hierarchical control of transient flow in natural gas pipeline systems. International Transactions on Operational Research 5(4):285-302.
• [12] Osiadacz, A. J., Bell, D. J. (1986) A simplified algorithm for optimization of large-scale gas networks. Optimal Control Applications and Methods 7(1):95-104.
• [13] Osiadacz, A. J., Swierczewski, S. (1994) Optimal control of gas transportation systems. In: Proceedings of the 3rd IEEE Conference on Control Applications, Glasgow, UK, pp. 795-796.
• [14] Rios-Mercado, R. Z., Borraz-Sánchez, C. (2015) Optimization problems in natural gas transportation systems: A state-of-the-art review. Applied Energy, 147, 536-555.
• [15] Steinbach, M. C. (2007). On PDE solution in transient optimization of gas networks. Journal of Computational and Applied Mathematics, 203(2), 345-361.
• [16] Kiuchi, T. (1994) An implicit method for transient gas flows in pipe networks International Journal of Heat and Fluid Flow 15:378-383.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).