Том 29, номер 2, 2022 г., Стр. 5-23

УДК 519.8+518.25
Кочетов Ю. А., Легкоконец В. А., Панин А. А., Плясунов А. В., Сом Л. В.
Задача подготовки и транспортировки газа

Аннотация:
Рассматривается новая задача подготовки и транспортировки газа. Особенность задачи заключается в совмещении процессов размещения и маршрутизации. На месторождениях известны скорости добычи газа. Известны расстояния как между месторождениями, так и до пунктов сдачи газа. Требуется разместить установки предварительной и комплексной подготовки газа на месторождениях и построить систему трубопроводов при наименьших финансовых затратах так, чтобы весь добытый газ был подготовлен (доведён) до состояния сухого очищенного газа (СОГ) и доставлен до пунктов сдачи газа.
Для задачи построена математическая модель в терминах частично целочисленного линейного программирования. Для решения задачи разработан приближённый гибридный алгоритм, основанный на эвристических подходах. Эффективность алгоритма подтверждается сравнением с точными алгоритмами решения, реализованными в пакетах программ Gurobi, Cplex и Pulp на прикладных примерах с реальными месторождениями.
Табл. 5, библиогр. 14.

Ключевые слова: подготовка и транспортировка газа, локальный поиск, жадный алгоритм, частично целочисленное линейное программирование, NP-трудность.

DOI: 10.33048/daio.2022.29.720

Кочетов Юрий Андреевич ¹
Легкоконец Владислав Александрович ²
Панин Артём Александрович ¹
Панин Артём Александрович ¹
Сом Людмила Васильевна ¹
1. Институт математики им. С. Л. Соболева,
пр. Коптюга, 4, 630090 Новосибирск, Россия
2. ООО «Газпромнефть НТЦ»,
наб. р. Мойки, 75–79 лит. Д, 190000 Санкт-Петербург, Россия
е-mail: jkochet@math.nsc.ru, legkokonets.va@gazpromneft-ntc.ru, aapanin1988@gmail.com, apljas@math.nsc.ru, milisom@mail.ru

Статья поступила 3 июля 2021 г.
После доработки — 7 декабря 2021 г.
Принята к публикации 9 декабря 2021 г.

Литература

[1] Ríos-Mercado R. Z., Borraz-Sánchez C. Optimization problems in natural gas transportation systems: A state-of-the-art review // Appl. Energy. 2015. V. 147. P. 536–555.

[2] Zheng Q. P., Rebennack S., Iliadis N. A., Pardalos P. M. Optimization models in the natural gas industry // Handbook of Power Systems I. Heidelberg: Springer, 2010. P. 121–148.

[3] Welch T. H., Smith J. G., Rix J. P., Reader R. D. Meeting seasonal peak demands for natural gas // J. Oper. Res. Soc. 1971. V. 22. P. 93–106.

[4] Contesse L., Ferrer J. C., Maturana S. A mixed-integer programming model for gas purchase and transportation // Ann. Oper. Res. 2005. V. 139, No. 1. P 39–63.

[5] De Nevers N., Day A. Packing and drafting in natural gas pipelines // J. Pet. Technol. 1983. V. 35, No 3. P. 655–658.

[6] Carter R. G., Rachford H. H., Jr. Optimizing line-pack management to hedge against future load uncertainty // Proc. 35th PSIG Annu. Meet. (Bern, Switzerland, Oct. 15–17, 2003). Houston: PSIG, 2003. PSIG-0306.

[7] Krishnaswami P., Chapman K. S., Abbaspour M. Compressor station optimization for linepack maintenance // Proc. 36th PSIG Annu. Meet. (Palm Springs, CA, USA, Oct. 20–22, 2004). Houston: PSIG, 2004. PSIG-0410.

[8] Frimannslund L., Haugland D. Line pack management for improved regularity in pipeline gas transportation networks // Safety, Reliability and Risk Analysis: Theory, Methods and Applications. V. 4. Leiden: CRC Press, 2009. P. 2963–2969.

[9] Borraz-Sánchez C. Optimization methods for pipeline transportation of natural gas: PhD Thes. Bergen: Univ. Bergen, 2010.

[10] You F., Pinto J. M., Capon E., Grossmann I. E., Arora N., Megan L. Optimal distribution-inventory planning of industrial gases. I. Fast computational strategies for large-scale problems // Ind. Eng. Chem. Res. 2011. V. 50, No. 5. P. 2910–2927.

[11] Lei L., Liu S., Ruszczynski A., Park S. On the integrated production, inventory, and distribution routing problem // IIE Trans. 2006. V. 38, No. 11. P. 955–970.

[12] Discrete location theory. New York: John Wiley Sons, 1990.

[13] Diakova Z., Kochetov Yu. A. A double VNS heuristic for the facility location and pricing problem // Electron. Notes Discrete Math. 2012. V. 39. P. 29–34.

[14] Кочетов Ю. А., Панин А. А., Плясунов А. В. Сравнение метаэвристик для решения двухуровневой задачи размещения предприятий и фабричного ценообразования // Дискрет. анализ и исслед. операций. 2015. Т. 22, № 3. С. 36–54.