Un método de reducción eficiente para problemas de optimización de redes de transporte de gas natural

• Autores: Roger Z. Ríos Mercado
• Localización: Nova scientia, ISSN-e 2007-0705, Vol. 4, Nº. 8, 2012, págs. 26-41
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Towards the simplification of natural gas pipeline systems
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Introducción: En este trabajo se estudia el problema de minimizar el consumo de combustible incurrido por las estaciones compresoras en un sistema de redes de transporte de gas natural en estado estable, el cual es uno de los problemas de mayor relevancia e importancia en la industria energética por la enorme cantidad de gas que se mueve por un sistema de distribución cada año. En el mundo real, este tipo de instancias son muy grandes, en términos del número de variables de decisión y del número de restricciones tecnológicas, y muy complejas debido a la presencia de no linealidad y no convexidad en el conjunto de soluciones factibles y en la función objetivo. Método: La contribución científica del presente trabajo consiste en presentar un estudio de las propiedades particulares de redes de gasoductos y explotarlas efectivamente para desarrollar una técnica que puede utilizarse para reducir significativamente la dimensión del problema sin alterar la estructura matemática del mismo.

    Resultados: Se presentan ejemplos de configuraciones de redes de diversos tamaños y como el método propuestoa ayuda a simplificarlas significativamente logrando reducciones relativas del 81 al 97%.

    Conclusión: El impacto inmediato del trabajo propuesto es que un problema de menor dimensión puede ser solucionado en mucho menor tiempo que el problema en su tamaño original, lo cual se traduce en un ahorro económico de recursos como lo es el tiempo de cómputo.

  • English

    Introduction: The problem of minimizing the fuel consumption incurred by compressor stations in steady-state natural gas transmission networks, which is one of the most relevant problems in the field, is addressed. In the real world, these type of instances are very large, in terms of the number of decision variables and the number of constraints, and very complex due to the presence of non-linearity and non-convexity in both the set of feasible solutions and the objective function.

    Method: The contribution of this work is to present a study of the properties of gas pipeline networks, and exploit them to develop a technique that can be used lo reduce significantly problem dimension, without disrupting problem structure.

    Results: Typical network configurations of different sizes are presented. The application of the proposed method considerably simplifies each instance by achieving relative reductions from 81 to 97%.

    Conclusion: The immediate impact is that a relatively large problem can be simplified by this technique and then be solved with considerable smaller computational effort.