本發(fā)明涉及燃氣管網設計和管理技術領域，特別是涉及一種管網運營狀態(tài)的預測系統(tǒng)。

背景技術：

在現有技術中，燃氣管網往往是互通互聯(lián)的，其運行狀態(tài)時時發(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和應急情況等等，這些都會對城市的燃氣管網運行狀態(tài)造成影響，因此需要對其進行實時監(jiān)控。同時，為了管網設計和管理高效，需要有仿真系統(tǒng)進行管網模擬，用于模擬長輸或城市燃氣高壓管道中天然氣的動態(tài)流向，對管網模擬后得到的數據進行驗證，從而建立管網的模型，對模型輸入參數后即可得到相應的結果內容，如新建管道、管網優(yōu)化、氣源采購方案、管網輸配調度方案以及應急搶修搶險預案等可實施方案，進一步的指導管網運營。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種管網運營狀態(tài)的預測系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過在仿真系統(tǒng)中建立模型，驗證模型，最后得到符合實際運營狀態(tài)的模型，從而指導管網的運營。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種管網運營狀態(tài)的預測系統(tǒng)，包括參數輸入、仿真系統(tǒng)處理數據和結果輸出三個步驟，所述的結果輸出后需要人工進行校對，校對結果不符合現場的實際數據時，對參數修正后重新輸入仿真系統(tǒng)進行計算，結果輸出與人工校對無誤后則形成具體方案，方案討論后選擇方案進行實施。

進一步的，如上所述的參數內容為管道負荷、物料成本、安裝費用和地點，在仿真系統(tǒng)中建立全管網模型，結果輸出內容為管網連通性報告。

更進一步的，如上所述的管網連通性報告經過人工校對后重新輸入管道分離參數和管道交叉未連通參數，結果輸出內容為新建管網的工程設計方案。

進一步的，如上所述的參數內容為管道內徑、管道材質、輸氣壓力和氣體流速，在仿真系統(tǒng)中進行管網改造模擬運算，結果輸出內容為管網改造的工程設計方案和管網最大輸送負載。

更進一步的，如上所述的管網最大輸送負載、管網改造的工程設計方案、工程造價和工程施工難度系數經過人工校對后重新輸入并進行管網改造模擬運算，結果輸出內容為管網改造的工程施工方案。

進一步的，如上所述的參數內容為氣源組分跟蹤數據，在仿真系統(tǒng)中進行全管網模擬運算，結果輸出內容為氣源壓力區(qū)間的覆蓋區(qū)域和管網最大輸送負載。

更進一步的，如上所述的管網最大輸送負載、氣源壓力區(qū)間的覆蓋區(qū)域、氣源單價和氣源供給能力數據經過人工校對后重新輸入并進行全管網模擬運算，結果輸出內容為氣源采購方案。

進一步的，如上所述的參數內容為氣體熱值和供氣壓力，在仿真系統(tǒng)中建立管網模擬運行模型后得到輸出結果為管網輸配系統(tǒng)區(qū)域隔離和供氣調配方案；所述的參數內容為用戶類別、用氣量和天氣因素，在仿真系統(tǒng)中建立管網模擬運行模型后得到輸出結果為生產調度運營方案。

更進一步的，如上所述的管網輸配系統(tǒng)區(qū)域隔離、供氣調配方案和生產調度運營方案的基礎上制定應急搶修搶險預案。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過在仿真系統(tǒng)中建立全管網模型、管網改造模擬計算、全管網模擬和管網模擬運行模型，人工校對結果輸出內容并不斷完善數據，最后可以得到現有的或規(guī)劃設計中的管道運營數據，計算出管網相關設備的運行狀態(tài)和管網中的流量、壓力、密度及溫度等管路變量，對正常和非正常條件下的各種運營調度策略的結果做出預測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主要流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例公開的一種管網運營狀態(tài)預測系統(tǒng)的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例公開的一種管網運營狀態(tài)預測系統(tǒng)的流程圖；

圖4為本發(fā)明實施例公開的一種管網運營狀態(tài)預測系統(tǒng)的流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例公開的一種管網運營狀態(tài)預測系統(tǒng)的流程圖。

具體實施方式

下面結合實施例參照附圖進行詳細說明，以便對本發(fā)明的技術特征及優(yōu)點進行更深入的詮釋。

如圖1所示，本發(fā)明的一種管網運營狀態(tài)的預測系統(tǒng)，包括參數輸入、仿真系統(tǒng)處理數據和結果輸出三個步驟，所述的結果輸出后需要人工進行校對，校對結果不符合現場的實際數據時，對參數修正后重新輸入仿真系統(tǒng)進行計算，重復多次后即可修正，最后結果輸出與人工校對無誤后則形成具體方案，方案討論后選擇方案進行實施。

如圖2所示，本實施例中針對新建管網進行模擬預測，所述的參數內容為管道負荷、物料成本、安裝費用和地點，在仿真系統(tǒng)中建立全管網模型，結果輸出內容為管網連通性報告，即仿真系統(tǒng)中錄入存在錯誤的管道，與實際管網信息不匹配，諸如管道分離、交叉未連通等。管網連通性報告經過人工校對后重新輸入管道分離參數和管道交叉未連通參數，結果輸出內容為新建管網的工程設計方案，同時再次輸出的數據可以更新仿真系統(tǒng)中的管網信息。

如圖3所示，本實施例中針對管網優(yōu)化進行預測模擬，所述的參數內容為管道內徑、管道材質、輸氣壓力和氣體流速，在仿真系統(tǒng)中進行管網改造模擬運算，結果輸出內容為管網改造的工程設計方案和管網最大輸送負載。管網最大輸送負載、管網改造的工程設計方案、工程造價和工程施工難度系數經過人工校對后重新輸入并進行管網改造模擬運算，結果輸出內容為管網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)管網存在過早變徑問題，在仿真系統(tǒng)中輸入管道的內徑、輸氣壓力、氣體流速等數據進行模擬運算，得出DN110管道最大輸氣量為1000方/小時，不能輸送下游所需氣量，以此為依據提出了更換原管道和新建管徑較大的管道替代兩個方案，并最終根據工程造價和工程難易程度選擇新建大管徑管道方案。

如圖4所示，本實施例中針對新增氣源進行預測模擬，所述的參數內容為氣源組分跟蹤數據，在仿真系統(tǒng)中進行全管網模擬運算，結果輸出內容為氣源壓力區(qū)間的覆蓋區(qū)域和管網最大輸送負載。管網最大輸送負載、氣源壓力區(qū)間的覆蓋區(qū)域、氣源單價和氣源供給能力數據經過人工校對后重新輸入并進行全管網模擬運算，結果輸出內容為多氣源供應計劃和相匹配的氣源采購方案。

其中，管網負載能力：管道自身存在最大負載輸送氣量這一物理參量,可根據管道的內徑、長度、工作壓力、輸送流速計算得出；當管道輸送流量超過負載能力時，管道氣體壓力驟降，管網不能進行正常輸配。

如圖5所示，本實施例中針對生產調度和應急預案進行預測模擬，所述的參數內容為氣體熱值和供氣壓力，在仿真系統(tǒng)中建立管網模擬運行模型后得到輸出結果為管網輸配系統(tǒng)區(qū)域隔離和供氣調配方案，此類方案是由一系列運營操作組成，如管網閥門的啟閉、調壓站出口壓力的設定，氣量輸配比例調整等；所述的參數內容為用戶類別、用氣量和天氣因素，在仿真系統(tǒng)中建立管網模擬運行模型后得到輸出結果為生產調度運營方案，包括調峰管理、需求計劃、應急作業(yè)等，確保為燃氣企業(yè)提供安全、穩(wěn)定、高效的燃氣供應方案。

在管網輸配系統(tǒng)區(qū)域隔離、供氣調配方案和生產調度運營方案的基礎上制定應急搶修搶險預案，針對停輸等緊急工況進行區(qū)域隔離的模擬預測分析，為燃氣公司提供最優(yōu)的應急搶修搶險預案，可實現與客戶管理的無縫銜接，及時準確通知用戶停復氣信息，降低因管道維修或緊急情況而產生停復氣作業(yè)事故發(fā)生率。

對應急搶修搶險預案，從市域調配氣源考慮，緊急事故工況可分為三種，上游輸配設施異常，但未中斷供氣（黃色）；當上游管輸氣停氣時間在16小時以內（橙色）；當管輸氣停氣時間在24小時以上（紅色）。以停氣時間16小時以內為例，簡要描述預案的具體措施為：

1.通過計算設備和管網的儲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，切換替代能源進行生產；

3.停氣時間內，根據用戶端需求量做好臨時氣源的準備工作，例如通知能源物流的CNG槽車盡量避開停氣期間進行充裝，CNG母站做好CNG槽車充裝及送氣安排，在停氣期間確保對單點供氣站的氣源供應；

4.停氣期間內以高壓管網存氣為主，儲配站供氣為輔（根據模擬數據結果，對管網壓力進行適當調整）。

通過以上實施例中的技術方案對本發(fā)明進行清楚、完整的描述，顯然所描述的實施例為本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。