طراحي شبكه انتقال گاز طبيعي تاب آور تحت شرايط شكست:مطالعه موردي شبكه انتقال گاز طبيعي در ايران

دكتري

گاز طبيعي به خاطر تابآوري ذاتي از يك سو و پشتيباني از توليدهاي گسترده و تجديدپذير از سوي ديگر، جزء اصلي سيستم تابآور انرژي در افق نيمه اول قرن حاضر ميلادي ميباشد. به دليل ساختار پيچيده و گسترده شبكههاي انتقال گاز طبيعي و عدم قطعيت در هزينهها و تقاضا، طراحي شبكه انتقال گاز طبيعي ابزاري مناسب براي بهبود اين صنعت ميباشد. پيچيدگي و گستردگي شبكههاي انتقال گاز طبيعي باعث افزايش آسيبپذيري نسبت به اختلالات ميشود؛ بنابراين هنگام طراحي شبكه انتقال گاز طبيعي، توجه به تابآوري كه شبكه انتقال گاز طبيعي را قادر ميسازد در مواجهه با اختلال، عملكرد مناسبي داشته باشد، ضروري است. بررسي پژوهشهاي قبلي نشان ميدهد كه مطالعه و مدلسازي رياضي مساله طراحي شبكه انتقال گاز طبيعي كه تابآوري شبكه را در بخشهاي مختلف از جمله توليد، ذخيره، انتقال و مصرف بطور همزمان در نظر بگيرد به عنوان يك خلاء تحقيقاتي مورد بررسي قرار دارد. بنابراين در اين تحقيق، دو مدل به منظور طراحي و برنامهريزي بهينهي شبكه انتقال گاز طبيعي تابآور تحت شرايط ريسكهاي معمول كسب و كار و اختلال ارائه شده است. در مدل اول، يك مدل دو مرحلهاي بر مبناي ارزيابي ريسك هر مسير از خطوطلوله و مدل بهينهسازي تصادفي-امكاني دو مرحلهاي به منظور طراحي و برنامهريزي شبكه انتقال گاز طبيعي تابآور با توجه به چالشها در بخش خطوطلوله و مصرف توسعه داده شده است. همچنين، مدل ارائه شده تحت يك شرايط پويا طراحي شده و قادر است تصميمات شبكه را در دورههاي مختلف تعيين كند. از سوي ديگر، توجه به آسيبپذيري شبكه از طريق كمينهسازي بيشترين ميزان كمبود در هر سناريو و بيشترين ميزان ريسك ناشي از احداث خطلوله در هر دوره به عنوان يك هدف در كنار كمينهسازي هزينه شبكه بوده است. در مدل دوم، يك مدل دو هدفه با دو افق زماني استراتژيك و كوتاه مدت به همراه چالشها در بخش تامين گاز طبيعي يعني پالايشگاهها و مخازن ذخيرهسازي علاوه بر چالش در بخش خطوطلوله و مصرف ارائه شد. به منظور كاهش اثرات چالشهاي رخ داده در اين شبكه، استراتژيهاي پيشگيرانه و واكنشي تابآوري در سطوح مختلف شبكه بكار گرفته شد. همچنين، اهداف مساله شامل كمينهسازي كل هزينهها و بيشينهسازي تاباوري شبكه از طريق كمينهسازي بيشترين ميزان كسر تجمعي كمبود تقاضا در زمان اختلال ميباشد. عملكرد هر دو مدل ارائه شده، به وسيلهي مطالعه موردي مورد ارزيابي قرار گرفته كه بر اساس آنها نتايج مديريتي مهمي حاصل شده است. نتايج رساله نشان ميدهد، ميزان افت تاباوري شبكه ناشي از چالشهاي قطع توليد پالايشگاه هاشمي نژاد 40%، قطع خط لوله سوم قبل از ايستگاه رشت 64% و افزايش 8% ميزان مصرف تقاضا 96% ميباشد. همچنين، در گروه چالشهاي خروج ايستگاههاي تقويت فشار، قطع مجمع تاسيسات رشت تاثير قابل توجهي بر كاهش ميزان فشار در نقاط مصرف دارد. از سوي ديگر، نتايج نشان ميدهد كه بكارگيري استراتژيهاي مخازن ذخيرهسازي زير زميني گاز طبيعي، گسترش ظرفيت توليد در پالايشگاه، خطوطلوله پشتيبان و مقاومسازي خطوط لوله به ترتيب بيشترين ميزان تاثير را بر مقاومت شبكه دارند و بطور تقريبي در يك هزينه مشخص به ميزان 54%، 49%، 41% و 34% منجر به افزايش تابآوري شبكه خواهند شد. همچنين، بكارگيري تاسيسات اقماري نيز بر تاباوري شبكه تاثير گذاشته، اما ميزان تاثير آن بستگي به تعداد بكارگيري واحدهاي تاسيسات اقماري در نقاط مختلف يك استان دارد.

205628

دانشگاه علم و صنعت ايران

آقاي دكتر محمد سعيد جبل عاملي-اقاي دكتر سعيد پاك سرشت

مهندسي صنايع

آقاي ميرسامان پيشوايي