بهينه‌سازي شبكه توزيع گاز طبيعي با استفاده از الگوريتم رقابت استعماري

Natural Gas Supply Network Optimization Using Imperialistic Competition Algorithm

كمينه‌سازي هزينه گازرساني با انتخاب قطر مناسب لوله و با در نظر گرفتن محدوديت‌هاي عدم افت فشار در گره‌ها و حجم جريان انتقالي گاز، يكي از چالش‌هاي مهم در صنعت نفت و گاز است كه مي‌تواند به‌صورت يك مساله بهينه‌سازي مقيد فرموله شود.‌ در سال‌هاي اخير، رهيافت‌هاي زيادي براي حل اين مساله با استفاده از روش‌هاي مكاشفه‌اي مانند الگوريتم ژنتيك و الگوريتم كلوني مورچه‌ها ارايه شده است كه به موفقيت‌هاي قابل توجهي دست يافته‌اند. علي‌رغم كارهاي انجام شده، هنوز سرعت همگرايي و دقت همگرايي به نقطه بهينه به‌عنوان دو چالش مهم در اين مساله مطرح هستند. در اين مقاله يك راه حل مبتني بر الگوريتم رقابت استعماري ارايه شده است. نتايج آزمايشات نشان مي‌دهد كه رهيافت پيشنهادي نسبت به نرم‌افزار GPNet كه در شركت ملي گاز استفاده مي‌شود، منجر به صرفه‌جويي 20% در هزينه‌ها شده كه در مقايسه با روش مبتني بر الگوريتم ژنتيك با صرفه‌جويي 1/12% داراي كارآيي بالاتري مي‎باشد.

Gas supply cost minimization by selecting the appropriate pipe diameters considering the limitations of pressures in the nodes and the volume of gas flow is one of the major challenges in the oil and gas industry, which can be designed as a constrained optimization problem. Nowadays, many approaches such as genetic algorithms and ant colony algorithm, which have achieved remarkable success, are proposed to solve this problem using heuristic methods. Despite the work done, yet the convergence speed and accuracy of convergence to the optimal point are considered as two of the major challenges. In this paper one solution method based on imperialistic competitive algorithm is presented. Test results show that the proposed approach compared to GPNet software, which is used in the National Gas Company, has achieved a 20% reduction in costs and it has better performance in comparison to genetic algorithm, which has a 12% cost reduction.