近年来天然气的开发和利用呈现快速增长的趋势,但由于天然气产地和消费地距离通常比较远,需要建设大量的长距离输气管线以满足天然气输送的需求。长距离气体管道运输的能耗费用是其运行总费用的主要部分,且管道沿线压缩机站有多种组合方式,不同组合方式的压缩机能耗有很大的差别。通过合适的优化方法找出能耗最小的运行方案,对输气干线的合理调度和能源的合理利用有着重要的实际意义。具体的研究内容和得出的主要结论如下：(1)针对不同组合方式的输气干线压缩机站运行能耗会有较大差别的特点,以管线压缩机站能耗最小为目标函数,以进(分)气压力约束、管道压力降方程、压缩机方程、管网流量平衡约束为约束条件,提出优化变量,建立带压缩机输气干线稳态运行优化数学模型。(2)分析发现,优化模型中的等式约束条件包括稳态仿真的基本方程,所以稳态仿真是输气干线稳态运行优化的基础和前提。本文采用节点法建立输气管线稳态仿真模型,使用LU分解法和阻尼Newton-Raphson法对稳态仿真计算模型进行求解。将编制的稳态仿真核心程序作为优化模型求解的基础。(3)输气干线稳态运行优化变量包括连续型变量和整型离散变量压缩机站组合方式。为了对优化模型进行求解,首先列出离散变量的所有组合方式。在此基础上,使用线性逼近法对输气管线稳态运行优化模型进行求解,线性逼近的过程采用的数学方法为单纯形法。并针对单纯形法顶点可能超出可行域或者偏离原寻优方向的问题,将单纯形算法进行了改进。(4)选择西气东输一线作为本文的研究对象,收集管长、管径、管道沿线高程、站场布置情况、压缩机输量和管线运行数据等资料。压缩机各个参数的特性方程是否正确直接关系到优化计算的准确性,因此对西气东输一线各压缩机运行数据进行拟合,得出各压缩机的特性方程。对西气东输一线春夏秋冬四个季节的运行数据进行优化计算,得出每个季节全线压缩机能耗最小的最优运行方案。