本發(fā)明涉及燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)和管理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，燃?xì)夤芫W(wǎng)往往是互通互聯(lián)的，其運(yùn)行狀態(tài)時(shí)時(shí)發(fā)生變化，如上游氣源的供氣量和氣體熱值、中間輸送管道的破損維修和新建管道、下游客戶需求的供氣量波動(dòng)和應(yīng)急情況等等，這些都會(huì)對(duì)城市的燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)造成影響，因此需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)，為了管網(wǎng)設(shè)計(jì)和管理高效，需要有仿真系統(tǒng)進(jìn)行管網(wǎng)模擬，用于模擬長(zhǎng)輸或城市燃?xì)飧邏汗艿乐刑烊粴獾膭?dòng)態(tài)流向，對(duì)管網(wǎng)模擬后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，從而建立管網(wǎng)的模型，對(duì)模型輸入?yún)?shù)后即可得到相應(yīng)的結(jié)果內(nèi)容，如新建管道、管網(wǎng)優(yōu)化、氣源采購(gòu)方案、管網(wǎng)輸配調(diào)度方案以及應(yīng)急搶修搶險(xiǎn)預(yù)案等可實(shí)施方案，進(jìn)一步的指導(dǎo)管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)在仿真系統(tǒng)中建立模型，驗(yàn)證模型，最后得到符合實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的模型，從而指導(dǎo)管網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括參數(shù)輸入、仿真系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和結(jié)果輸出三個(gè)步驟，所述的結(jié)果輸出后需要人工進(jìn)行校對(duì)，校對(duì)結(jié)果不符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)參數(shù)修正后重新輸入仿真系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果輸出與人工校對(duì)無(wú)誤后則形成具體方案，方案討論后選擇方案進(jìn)行實(shí)施。

進(jìn)一步的，如上所述的參數(shù)內(nèi)容為管道負(fù)荷、物料成本、安裝費(fèi)用和地點(diǎn)，在仿真系統(tǒng)中建立全管網(wǎng)模型，結(jié)果輸出內(nèi)容為管網(wǎng)連通性報(bào)告。

更進(jìn)一步的，如上所述的管網(wǎng)連通性報(bào)告經(jīng)過(guò)人工校對(duì)后重新輸入管道分離參數(shù)和管道交叉未連通參數(shù)，結(jié)果輸出內(nèi)容為新建管網(wǎng)的工程設(shè)計(jì)方案。

進(jìn)一步的，如上所述的參數(shù)內(nèi)容為管道內(nèi)徑、管道材質(zhì)、輸氣壓力和氣體流速，在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行管網(wǎng)改造模擬運(yùn)算，結(jié)果輸出內(nèi)容為管網(wǎng)改造的工程設(shè)計(jì)方案和管網(wǎng)最大輸送負(fù)載。

更進(jìn)一步的，如上所述的管網(wǎng)最大輸送負(fù)載、管網(wǎng)改造的工程設(shè)計(jì)方案、工程造價(jià)和工程施工難度系數(shù)經(jīng)過(guò)人工校對(duì)后重新輸入并進(jìn)行管網(wǎng)改造模擬運(yùn)算，結(jié)果輸出內(nèi)容為管網(wǎng)改造的工程施工方案。

進(jìn)一步的，如上所述的參數(shù)內(nèi)容為氣源組分跟蹤數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行全管網(wǎng)模擬運(yùn)算，結(jié)果輸出內(nèi)容為氣源壓力區(qū)間的覆蓋區(qū)域和管網(wǎng)最大輸送負(fù)載。

更進(jìn)一步的，如上所述的管網(wǎng)最大輸送負(fù)載、氣源壓力區(qū)間的覆蓋區(qū)域、氣源單價(jià)和氣源供給能力數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)人工校對(duì)后重新輸入并進(jìn)行全管網(wǎng)模擬運(yùn)算，結(jié)果輸出內(nèi)容為氣源采購(gòu)方案。

進(jìn)一步的，如上所述的參數(shù)內(nèi)容為氣體熱值和供氣壓力，在仿真系統(tǒng)中建立管網(wǎng)模擬運(yùn)行模型后得到輸出結(jié)果為管網(wǎng)輸配系統(tǒng)區(qū)域隔離和供氣調(diào)配方案；所述的參數(shù)內(nèi)容為用戶類別、用氣量和天氣因素，在仿真系統(tǒng)中建立管網(wǎng)模擬運(yùn)行模型后得到輸出結(jié)果為生產(chǎn)調(diào)度運(yùn)營(yíng)方案。

更進(jìn)一步的，如上所述的管網(wǎng)輸配系統(tǒng)區(qū)域隔離、供氣調(diào)配方案和生產(chǎn)調(diào)度運(yùn)營(yíng)方案的基礎(chǔ)上制定應(yīng)急搶修搶險(xiǎn)預(yù)案。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)在仿真系統(tǒng)中建立全管網(wǎng)模型、管網(wǎng)改造模擬計(jì)算、全管網(wǎng)模擬和管網(wǎng)模擬運(yùn)行模型，人工校對(duì)結(jié)果輸出內(nèi)容并不斷完善數(shù)據(jù)，最后可以得到現(xiàn)有的或規(guī)劃設(shè)計(jì)中的管道運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，計(jì)算出管網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和管網(wǎng)中的流量、壓力、密度及溫度等管路變量，對(duì)正常和非正常條件下的各種運(yùn)營(yíng)調(diào)度策略的結(jié)果做出預(yù)測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的主要流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以便對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更深入的詮釋。

如圖1所示，本發(fā)明的一種管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括參數(shù)輸入、仿真系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和結(jié)果輸出三個(gè)步驟，所述的結(jié)果輸出后需要人工進(jìn)行校對(duì)，校對(duì)結(jié)果不符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)參數(shù)修正后重新輸入仿真系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，重復(fù)多次后即可修正，最后結(jié)果輸出與人工校對(duì)無(wú)誤后則形成具體方案，方案討論后選擇方案進(jìn)行實(shí)施。

如圖2所示，本實(shí)施例中針對(duì)新建管網(wǎng)進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，所述的參數(shù)內(nèi)容為管道負(fù)荷、物料成本、安裝費(fèi)用和地點(diǎn)，在仿真系統(tǒng)中建立全管網(wǎng)模型，結(jié)果輸出內(nèi)容為管網(wǎng)連通性報(bào)告，即仿真系統(tǒng)中錄入存在錯(cuò)誤的管道，與實(shí)際管網(wǎng)信息不匹配，諸如管道分離、交叉未連通等。管網(wǎng)連通性報(bào)告經(jīng)過(guò)人工校對(duì)后重新輸入管道分離參數(shù)和管道交叉未連通參數(shù)，結(jié)果輸出內(nèi)容為新建管網(wǎng)的工程設(shè)計(jì)方案，同時(shí)再次輸出的數(shù)據(jù)可以更新仿真系統(tǒng)中的管網(wǎng)信息。

如圖3所示，本實(shí)施例中針對(duì)管網(wǎng)優(yōu)化進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬，所述的參數(shù)內(nèi)容為管道內(nèi)徑、管道材質(zhì)、輸氣壓力和氣體流速，在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行管網(wǎng)改造模擬運(yùn)算，結(jié)果輸出內(nèi)容為管網(wǎng)改造的工程設(shè)計(jì)方案和管網(wǎng)最大輸送負(fù)載。管網(wǎng)最大輸送負(fù)載、管網(wǎng)改造的工程設(shè)計(jì)方案、工程造價(jià)和工程施工難度系數(shù)經(jīng)過(guò)人工校對(duì)后重新輸入并進(jìn)行管網(wǎng)改造模擬運(yùn)算，結(jié)果輸出內(nèi)容為管網(wǎng)改造的工程施工方案。

以A片區(qū)輸配瓶頸改造方案為例，A片區(qū)管網(wǎng)存在過(guò)早變徑問(wèn)題，在仿真系統(tǒng)中輸入管道的內(nèi)徑、輸氣壓力、氣體流速等數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬運(yùn)算，得出DN110管道最大輸氣量為1000方/小時(shí)，不能輸送下游所需氣量，以此為依據(jù)提出了更換原管道和新建管徑較大的管道替代兩個(gè)方案，并最終根據(jù)工程造價(jià)和工程難易程度選擇新建大管徑管道方案。

如圖4所示，本實(shí)施例中針對(duì)新增氣源進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬，所述的參數(shù)內(nèi)容為氣源組分跟蹤數(shù)據(jù)，在仿真系統(tǒng)中進(jìn)行全管網(wǎng)模擬運(yùn)算，結(jié)果輸出內(nèi)容為氣源壓力區(qū)間的覆蓋區(qū)域和管網(wǎng)最大輸送負(fù)載。管網(wǎng)最大輸送負(fù)載、氣源壓力區(qū)間的覆蓋區(qū)域、氣源單價(jià)和氣源供給能力數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)人工校對(duì)后重新輸入并進(jìn)行全管網(wǎng)模擬運(yùn)算，結(jié)果輸出內(nèi)容為多氣源供應(yīng)計(jì)劃和相匹配的氣源采購(gòu)方案。

其中，管網(wǎng)負(fù)載能力：管道自身存在最大負(fù)載輸送氣量這一物理參量,可根據(jù)管道的內(nèi)徑、長(zhǎng)度、工作壓力、輸送流速計(jì)算得出；當(dāng)管道輸送流量超過(guò)負(fù)載能力時(shí)，管道氣體壓力驟降，管網(wǎng)不能進(jìn)行正常輸配。

如圖5所示，本實(shí)施例中針對(duì)生產(chǎn)調(diào)度和應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬，所述的參數(shù)內(nèi)容為氣體熱值和供氣壓力，在仿真系統(tǒng)中建立管網(wǎng)模擬運(yùn)行模型后得到輸出結(jié)果為管網(wǎng)輸配系統(tǒng)區(qū)域隔離和供氣調(diào)配方案，此類方案是由一系列運(yùn)營(yíng)操作組成，如管網(wǎng)閥門(mén)的啟閉、調(diào)壓站出口壓力的設(shè)定，氣量輸配比例調(diào)整等；所述的參數(shù)內(nèi)容為用戶類別、用氣量和天氣因素，在仿真系統(tǒng)中建立管網(wǎng)模擬運(yùn)行模型后得到輸出結(jié)果為生產(chǎn)調(diào)度運(yùn)營(yíng)方案，包括調(diào)峰管理、需求計(jì)劃、應(yīng)急作業(yè)等，確保為燃?xì)馄髽I(yè)提供安全、穩(wěn)定、高效的燃?xì)夤?yīng)方案。

在管網(wǎng)輸配系統(tǒng)區(qū)域隔離、供氣調(diào)配方案和生產(chǎn)調(diào)度運(yùn)營(yíng)方案的基礎(chǔ)上制定應(yīng)急搶修搶險(xiǎn)預(yù)案，針對(duì)停輸?shù)染o急工況進(jìn)行區(qū)域隔離的模擬預(yù)測(cè)分析，為燃?xì)夤咎峁┳顑?yōu)的應(yīng)急搶修搶險(xiǎn)預(yù)案，可實(shí)現(xiàn)與客戶管理的無(wú)縫銜接，及時(shí)準(zhǔn)確通知用戶停復(fù)氣信息，降低因管道維修或緊急情況而產(chǎn)生停復(fù)氣作業(yè)事故發(fā)生率。

對(duì)應(yīng)急搶修搶險(xiǎn)預(yù)案，從市域調(diào)配氣源考慮，緊急事故工況可分為三種，上游輸配設(shè)施異常，但未中斷供氣（黃色）；當(dāng)上游管輸氣停氣時(shí)間在16小時(shí)以內(nèi)（橙色）；當(dāng)管輸氣停氣時(shí)間在24小時(shí)以上（紅色）。以停氣時(shí)間16小時(shí)以內(nèi)為例，簡(jiǎn)要描述預(yù)案的具體措施為：

1.通過(guò)計(jì)算設(shè)備和管網(wǎng)的儲(chǔ)存量以及客戶端的用氣需求量，判斷是否需要停止電廠供氣；

2.通知有替代能源可中斷供氣的用戶，切換替代能源進(jìn)行生產(chǎn)；

3.停氣時(shí)間內(nèi)，根據(jù)用戶端需求量做好臨時(shí)氣源的準(zhǔn)備工作，例如通知能源物流的CNG槽車盡量避開(kāi)停氣期間進(jìn)行充裝，CNG母站做好CNG槽車充裝及送氣安排，在停氣期間確保對(duì)單點(diǎn)供氣站的氣源供應(yīng)；

4.停氣期間內(nèi)以高壓管網(wǎng)存氣為主，儲(chǔ)配站供氣為輔（根據(jù)模擬數(shù)據(jù)結(jié)果，對(duì)管網(wǎng)壓力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整）。

通過(guò)以上實(shí)施例中的技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然所描述的實(shí)施例為本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。