برنامه‌ریزی ارسال فرآورده‌های نفتی چندگانه در شبکه خطوط انتقال براساس راه‌کار کنترل‌پیش‌بین: مدل‌سازی دینامیکی شبکه و برنامه‌ریزی بلندمدت

به منظور تامین نیازهای اساسی سوختی مناطق مختلف، فرآورده‌های نفتی تولید شده توسط پالایشگاه‌ها به‌سمت مراکز مصرف انتقال می‌یابند. شبکه خطوط لوله انتقال یکی از مهم‌ترین راه‌های حمل فرآورده‌های نفتی و مشتقات پتروشیمی در دنیا و از جمله در ایران است. از مهم‌ترین مسائل در انتقال فرآورده‌های نفتی درون شبکه انتقال، برنامه‌ریزی ارسال مواد نفتی درون خطوط لوله‌های انتقال است. مساله مورد نظر شامل انواع مختلف محدود‌یت‌ها‌ در حوزه‌های تولید، انتقال و ذخیره‌سازی است. در این مقاله ابتدا برای یک شبکه خطوط انتقال نمونه، یک مدل دینامیکی فضای حالت با خاصیت پیش‌بینی پیشنهاد شده و سپس با استفاده از استراتژی کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل دینامیکی، روشی جدید برای برنامه‌ریزی بلندمدت ماهانه در قالب یک مساله بهینه‌سازی مقید افق محدود ارائه شده است. برای جلوگیری از افزایش زمان حل، مساله مورد نظر به سه مساله متوالی ده روزه تقسیم شده و با ایده افق لغزان کنترل پیش‌بین، بهینه‌سازی فرآیند زمان‌بندی به‌طور متوالی برای مدت ده روز اجرا گردید و با حل بهینه‌سازی برون‌خط بازه‌های ده روزه، نتایج برنامه‌ریزی بلندمدت برای طول مدت یک ماه به‌دست آمد. نتایج بهینه‌سازی نشان می‌دهد مقادیر برنامه‌ریزی شده در انتهای ماه با مقادیر مطلوب برابر بوده و راه‌کار کنترلی ارائه شده می‌تواند ابزار مناسب برای برنامه‌ریزی بلند‌مدت شبکه‌های خطوط انتقال فرآورده‌های نفتی باشد.

Planning the Transportation of Multiple Petroleum Products in Pipeline Network Based on Model Predictive Control: Modeling and Longterm Planning

To yield essential petroleum product demands of consumers in various regions, they must be transported from refineries to depots. Multiproduct pipeline networks have a significant role in transporting various petroleum products in Iran and all over the world. The management of transportation represents a critical mission in the operation of multiple pipeline networks. This problem consists of several kinds of constraints in production capacity as well as distribution and storage activities. In this paper, first, a dynamic predictive model in the form of state space is presented, and then by applying model predictive control strategy, a new approach for finite horizon planning as a constrained optimization problem is presented. Moreover, the presented approach divides monthly problem into three consecutive 10day horizons, then based on predictive control strategy, planning procedure for every 10days would be on process serially and then hierarchical offline optimization results in monthly planning. Finally, the obtained results showed that the optimized plan satisfied monthly desired product constraints, so the proposed control strategy can be an applicable metaheuristic method for planning the multiple pipeline networks.