基于混合遗传算法的油田注水泵站优化控制

摘要

油田注水是我国油田开发中一种十分重要的开采方式。本文在分析了国内油田注水系统现状的基础上，针对文南油田注水系统能耗大、水压波动严重的问题，提出了一种基于混合遗传算法的注水泵站优化控制方案。依据该方案，从工业实际应用出发，进行了优化算法设计和优化控制软件的开发。 本文结合注水泵性能特性和工程实际要求，以变频调速往复式水泵和多级离心式水泵组成的注水泵站为研究对象，分析其注水效率优化问题，包括最优控制数学模型的建立、约束条件的确定、求解算法的选择和设计、软件实现和结果分析等。泵站的效率涉及了多种因素，是一个复杂的多元非线性函数，优化策略的研究比较困难。文中应用最小二乘曲线法和BP神经网络算法拟合泵组性能特性曲线，采用实数编码的混合遗传算法进行数值优化计算，由此建立和求解泵站最大注水效率的数学模型。 最后，作者介绍了整个优化系统软件的研制，包括软件的开发环境和主要功能模块的设计，并应用该软件进行了实例计算和结果分析，实验结果验证了优化软件的实用性和优化算法的正确性、可靠性。