城镇天然气管网优化系统的研究

【摘要】：随着天然气的广泛使用和天然气输配管网规模的大型化,天然气经营部门为了增加经济效益和增大燃气管网的利用率,需要对天然气管网系统进行优化。由于城镇天然气系统工程的建设投资巨大,工程建成后不宜轻易改建或扩建,天然气管网设计需要合理化。 本文针对城镇天然气管网优化的问题,在研究图论、燃气管网CAD的理论分析与应用等基础上,首先,提出了改进的Dijkstra算法,并将其与传统的Dijkstra算法进行分析对比,实现了城镇天然气管网气源节点合理优选,通过长庆燃气管网现场实验数据的仿真算例分析,验证了改进的Dijkstra算法的有效性；其次,在气源节点、用户位置确定的情况下,采用受限最小生成树算法对城镇天然气管网的布局进行优化,仿真算例验证了受限最小生成树算法的实用性。最后,再将改进Dijkstra算法和受限最小生成树算法应用于城镇天然气管网优化中,运用软件工程理论、混合编程技术开发了“城镇天然气管网优化系统”。 通过现场数据分析,城镇天然气管网优化系统能有效地实现城镇天然气管网气源节点优选和管网布局优化,为城镇天然气系统工程投资的评估预测提供指导作用。 【关键词】：燃气管网 改进的Dijkstra算法 受限最小生成树算法 管网布局优化
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU996.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 研究的背景及意义7
• 1.1.1 研究背景7
• 1.1.2 研究意义7
• 1.2 研究现状7-11
• 1.3 论文的主要研究内容11
• 1.4 论文的框架内容11-13
• 第二章 图论和燃气管网CAD的基本理论13-23
• 2.1 图论的相关基础理论13-18
• 2.1.1 图论的概念13
• 2.1.2 有向图和无向图13-14
• 2.1.3 图论的基本术语14-17
• 2.1.4 拓扑性质17
• 2.1.5 矩阵表示17-18
• 2.2 燃气管网CAD18-22
• 2.2.1 概述18
• 2.2.2 燃气管网CAD系统的类型18-19
• 2.2.3 燃气管网节点方程的矩阵形式19-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 城镇天然气管网优化的气源节点选择23-38
• 3.1 引言23
• 3.2 燃气管网布置图的邻接矩阵23-24
• 3.3 算法模型24-37
• 3.3.1 算法模型24-26
• 3.3.2 仿真算例分析26-37
• 3.3.3 两个算法的对比37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 城镇天然气管网布局优化38-44
• 4.1 引言38
• 4.2 优化目标分析38-39
• 4.2.1 拓扑优化的目标函数38
• 4.2.2 布置优化策略38-39
• 4.3 算法模型及仿真算例分析39-43
• 4.3.1 算法模型39-41
• 4.3.2 仿真算例分析41-43
• 4.3.3 两个算法的对比43
• 4.4 本章小结43-44
• 第五章 城镇天然气管网优化系统的设计与实现44-77
• 5.1 总体设计44
• 5.1.1 任务目标44
• 5.1.3 运行环境44
• 5.2 系统主要功能简介44-48
• 5.3 城镇天然气管网优化系统设计的实现48-71
• 5.3.1 文件48-51
• 5.3.2 创建管网51-54
• 5.3.3 参数设置54-57
• 5.3.4 优化设计57-58
• 5.3.5 设计结果58-60
• 5.3.6 常用计算60-64
• 5.3.7 管网材料手册64-71
• 5.4 系统关键技术介绍71-76
• 5.4.1 VC++和Fortran PowerStation混合编程技术71-73
• 5.4.2 VC++与AutoCAD编程技术73-74
• 5.4.3 数据结构合理优化74-76
• 5.5 本章小结76-77
• 第六章 结论与展望77-78
• 6.1 总结77
• 6.2 展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文82-83
• 详细摘要83-96

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