天然气流动方程:唯一性与 MI-SOCP 求解器
最优化与控制
2018-09-25 v1
摘要
燃气电厂补偿可再生发电的关键作用增加了天然气网络(GN)中的运行可变性。为开发更可靠高效的 GN 监测、控制与规划计算工具,本文考虑求解支配 GN 中稳态流动与压力的非线性方程组的任务。首先证明若天然气流动方程可行,则其具有唯一解。据我们所知,这是首个证明稳态天然气流动解在整个气体注入可行域上唯一性的结果。为求此解,我们提出了一种基于混合整数二阶锥规划(MI-SOCP)的求解器,其依赖于天然气流动方程的松弛。该松弛在特定网络拓扑下可证明是精确的。与现有替代方案不同,所设计的求解器不需要恰当初始化或预先知道气流方向,且可处理带压缩机的天然气网络。在具有随机气体注入的树状与网状网络上的数值测试表明,即使推导条件不满足,该松弛仍是精确的。
引用
@article{arxiv.1809.09025,
title = {Natural Gas Flow Equations: Uniqueness and an MI-SOCP Solver},
author = {Manish K. Singh and Vassilis Kekatos},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.09025},
year = {2018}
}