Estimação de estado em malhas de escoamento de gás natural: uma proposta para malhas complexas.

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Rotava, Elói
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Estruturas offshore; Filtros de Kalman; Flow; Fontes alternativas de energia; Gás natural; Gasodutos; Natural gas; Pipeline network; State estimation; Thermal; Transient
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-21102020-113706/

O gás natural tem importância econômica por seu baixo valor e menor impacto ambiental. O gás brasileiro é produzido majoritariamente de campos offshore em lâmina d\'agua profunda, nos quais estão em operação malhas de gasodutos com o objetivo de transportar este gás natural para unidades de processamento em terra. Como ferramenta de suporte a decisão são utilizados modelos de escoamento integrados a medidas de campo, que estimam variáveis em diferentes pontos do escoamento. Este trabalho tem por objetivo a estimação de estado em malha de gasoduto offshore em águas profundas, incluindo a estimação de parâmetros do escoamento, para melhoria na estimação de perfis de pressão e temperatura e maior tolerância a medidas imprecisas. Para alcançar estes objetivos, utiliza-se o filtro de Kalman. É proposto um modelo de escoamento monofásico, transiente, térmico e composicional para a reprodução da dinâmica do escoamento em uma malha de gasodutos; este modelo é utilizado no filtro estendido de Kalman para a descrição da dinâmica do sistema. São abordados casos disponíveis na literatura, de gasodutos onshore e offshore propostos, uma malha offshore simulada e uma malha de dutos real em operação, com o objetivo de verificar os cenários onde esta proposta apresenta ganhos. Os resultados mostram que a incorporação da equação da conservação da energia no modelo de propagação em dutos offshore implica na melhoria da precisão das estimativas conjuntas de estado e parâmetros do escoamento, simultaneamente para perfis de pressão e temperatura em cenários com transientes em escoamentos em águas profundas. Além disso, a abordagem foi validada com dados de campo para uma malha offshore em operação, apresentando resultados coerentes para os parâmetros estimados, bem como robustez a medidas não representativas nos sensores. Estas são as principais contribuições da Tese.