[發明專利]一種適用于區域性天然氣管網優化運行的設計方法

在審

• 申請號: 201910243112.2
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109977555A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 董平省;安云朋;劉少山;徐慶磊;王學軍;李廣群
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油管道局工程有限公司;中國石油管道局工程有限公司設計分公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠;胡玉章

本發明公開了一種適用于區域性天然氣管網優化運行的設計方法，該方法包括：根據管網中各管道實際運行報表，得到管網中各管道在不同壓力臺階、不同輸量臺階下的最優輸送方案，組成管網優化運行數據庫；利用管網優化運行數據庫中的能耗數據，以輸氣量為橫軸，能耗為縱軸，繪制該輸氣量范圍內的能耗曲線并得到管道能耗模型；利用管網中各管道能耗模型計算管網的優化運行結果。本發明的有益效果為：通過建立管網優化運行數據庫和管網中各管道能耗模型，并根據不同的管網氣量分配方案，計算分析得到管網優化運行結果，作為調整管網運行的依據，可顯著降低管網運行能耗，減少運行費用，且該方法可應用到不同的管網優化運行設計中，滿足不同的輸氣任務。

技術領域

本發明涉及天然氣管道設計技術領域，具體而言，涉及一種適用于區域性天然氣管網優化運行的設計方法。

背景技術

隨著近年來我國天然氣管道建設的高速發展，我國已形成西北、東北、中南地區等多個大型區域性天然氣管網，管網中各條管道相互間或聯合運行或聯絡運行。管網中各管道輸量的合理匹配直接影響著管網的整體能耗，隨著管網輸氣量的逐年增加，管網的能耗也越來越大，管道運行單位在保證管網完成輸送任務的同時，節能降耗是需要關注的另一個重點。

管網中各條管道由于建設時期不同，各管道的管徑、設計壓力、設計輸量、壓縮機組驅動方式等也不盡相同，各管道輸送過程中產生的能耗也不盡相同。在面對不同輸送壓力、輸送量的任務時，更需要能有一套行之有效的優化運行方案，既可以滿足輸送任務，又可以節約運行能耗。

目前，國內外天然氣管網穩態運行優化技術取得了一定的進步和發展，研發出了針對具體管道的穩態運行優化程序，但由于需要研究的天然氣管網的支路和環路上均具有壓縮機，管網內線路的連接點的壓力、輸量分配具有多樣性，導致計算量較大，簡化處理的模型通常優化效果較差，且由于現場因素復雜多變，實際應用相對比較少。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種通用的、高效的、行之有效的天然氣管網優化運行方法，降低管網運行能耗。

本發明提供了一種適用于區域性天然氣管網優化運行的設計方法，該方法包括以下步驟：

步驟101：建立管網優化運行數據庫：

根據管網中各管道實際運行報表，并與管道運行單位結合，確定管網中各管道可能存在的運行壓力，構造各壓力臺階下的輸量臺階，并以管道運行能耗費用為最優化目標，得到管網中各管道在不同壓力臺階、不同輸量臺階下的最優輸送方案，組成管網優化運行數據庫；

步驟102：建立管網中各管道能耗模型：

根據步驟101的管網優化運行數據庫中的能耗數據，以輸氣量為橫軸，能耗(耗電量、耗氣量)為縱軸，繪制該輸氣量范圍內的能耗曲線，并采用最小二乘法曲線擬合方法得到一定壓力下管道輸量與能耗曲線，即為管道能耗模型；

步驟103：計算管網的優化運行結果，具體包括：

步驟1：確定管網各氣源量，

步驟2：確定管網內各管道的運行壓力和環境參數，

步驟3：確定管網內各管道的能耗單價，

步驟4：確定管網氣量分配方案，并根據能耗單價和步驟102的管道能耗模型計算單條管道不同輸氣量下的能耗費用，從而得到管網的能耗總費用；

步驟5：選擇管網耗能費用最小值的分配方案作為管網的優化運行結果，并將結果顯示。

作為本發明進一步的改進，步驟103中，通過使用VB(Visual Basic)中的循環函數得到不同的管網氣量分配方案。

作為本發明進一步的改進，步驟103中，通過圖形化界面顯示管網的優化運行結果。