地形复杂气田多级星状集输管网拓扑优化

气田集输系统为多级网络结构，通常采用分级优化的方式进行设计，且在计算过程中忽略地形起伏，将障碍物区域简化为平面凸多边形，其计算结果与工程实际相差较大。为了优化设计方案，以管网总长度最短为目标函数，将不同级别站点间的隶属关系、处理量、空间位置限制作为约束条件，建立了多级星状集输管网整体优化模型。在模型中引入三维地形和障碍因素，包含大量离散变量和连续变量，且约束条件呈非线性。为提高全局寻优能力，采用蚁群算法和粒子群算法相结合的群智能技术求解，为复杂地形的管网拓扑优化提供了高效准确的方法。算例计算结果表明：地形起伏和障碍影响管道走向、站点位置、管网长度，对真实地表特征进行模拟，实现三维曲面上的最优避障路径规划，基于三维地形和障碍的集输管网长度增幅约20％。（图8，表2，参28