[發明專利]天然氣管網管流狀態參數確定方法及裝置

有效

• 申請號: 201410163421.6
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103955186A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 宇波;王鵬;鄧雅軍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯

1.一種天然氣管網管流狀態參數確定方法，其特征在于，包括：

根據天然氣管網的拓撲結構將所述天然氣管網劃分成多個區域；

對每個區域，建立表示該區域中管道內運行狀態的第一控制方程，所述第一控制方程的未知數是該區域中管道內的管流狀態參數，所述第一控制方程的已知參數包括該區域中的管道結構參數、元件操作參數、天然氣物性參數；

對每個區域，建立表示該區域的邊界節點處運行狀態的第二控制方程，所述第二控制方程的未知數是該區域的邊界節點處的管流狀態參數，該區域的邊界節點是該區域與所述天然氣管網中其他區域連接的連接點；

對所述第一控制方程和所述第二控制方程進行求解，確定每個區域的管道內和每個區域的邊界節點處的管流狀態參數。

2.如權利要求1所述天然氣管網管流狀態參數確定方法，其特征在于，在對每個區域的第一控制方程進行求解之前，還包括：

對每個區域的第一控制方程進行線性化處理；

將每個區域的計算區域離散成多個段，并將每個區域線性化處理后的第一控制方程在所述段上離散成代數方程組，每個區域的代數方程組的系數矩陣為具有預設規則的矩陣。

3.如權利要求2所述天然氣管網管流狀態參數確定方法，其特征在于，對第一控制方程和第二控制方程進行求解，確定每個區域的管道內和每個區域的邊界節點處的管流狀態參數，包括：

對每個區域的代數方程組進行求解，得到每個區域的代數方程組的基礎解系和通解；

對每個區域，分析該區域的基礎解系，得到該區域的邊界節點處的管流狀態參數與該區域的基礎變量的線性關系，其中，該區域的基礎變量是該區域的基礎解系表示該區域的通解時所乘的系數所代表的變量；

聯立所有區域的第二控制方程和所有區域的邊界節點處的管流狀態參數與基礎變量的線性關系，求得所有區域的基礎變量的值，并將每個區域的基礎變量的值，確定為該區域的邊界節點處的管流狀態參數的數值解；

根據每個區域的基礎變量的數值解、基礎解系和通解，確定每個區域的管道內的管流狀態參數的數值解。

4.如權利要求1至3中任一項所述天然氣管網管流狀態參數確定方法，其特征在于，

每個區域的管道內的管流狀態參數包括：

管道壓力、管道流量、管道溫度、天然氣管道內流速和天然氣管道內密度；

每個區域的邊界節點處的管流狀態參數包括：

管道壓力、管道流量、管道溫度、天然氣管道內流速和天然氣管道內密度。

5.一種天然氣管網管流狀態參數確定裝置，其特征在于，包括：

劃分模塊，用于根據天然氣管網的拓撲結構將所述天然氣管網劃分成多個區域；

第一方程建立模塊，用于對每個區域，建立表示該區域中管道內運行狀態的第一控制方程，所述第一控制方程的未知數是該區域中管道內的管流狀態參數，所述第一控制方程的已知參數包括該區域中的管道結構參數、元件操作參數和天然氣物性參數；

第二方程建立模塊，用于對每個區域，建立表示該區域的邊界節點處運行狀態的第二控制方程，所述第二控制方程的未知數是該區域的邊界節點處的管流狀態參數，該區域的邊界節點是該區域與所述天然氣管網中其他區域連接的連接點；

求解模塊，用于對所述第一控制方程和所述第二控制方程進行求解，確定每個區域的管道內和每個區域的邊界節點處的管流狀態參數。

6.如權利要求5所述天然氣管網管流狀態參數確定裝置，其特征在于，還包括：

線性處理模塊，用于在對每個區域的第一控制方程進行求解之前，對每個區域的第一控制方程進行線性化處理；

離散模塊，用于將每個區域的計算區域離散成多個段，并將每個區域線性化處理后的第一控制方程在所述段上離散成代數方程組，每個區域的代數方程組的系數矩陣為具有預設規則的矩陣。