天然气管网中掺氢运行的动态优化与最优控制
最优化与控制
2024-02-27 v3
摘要
我们针对受不等式约束的氢气掺入天然气管网的最优控制问题（OCP）提出一个动态模型。该动态模型基于异质气体混合物经长距离管道传输的偏微分方程（PDEs）第一性原理推导。氢气浓度与管道内压力及质量流动态，以及节点处的混合与相容条件、压缩机的驱动、氢气或天然气向系统的注入或混合物从管网的抽取一并被追踪。我们采用集总参数近似将完整 PDE 模型降阶为微分代数方程（DAE）系统，该系统可易于离散化并使用非线性优化或规划（NLP）求解器求解。我们考察了一种对时间周期边界条件、参数及不等式约束边界值有利的时间离散化方法。该方法被应用于求解单管及具有时变参数的多管网络的案例研究，以探究异质气体混合如何影响管道瞬态优化。
引用
@article{arxiv.2304.02716,
title = {Dynamic Optimization and Optimal Control of Hydrogen Blending Operations in Natural Gas Networks},
author = {Saif R. Kazi and Kaarthik Sundar and Anatoly Zlotnik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.02716},
year = {2024}
}