[發明專利]天然氣網穩態分析方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201910853959.2
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110489930B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 馬溪原;李鵬;周長城;袁智勇;胡洋;雷金勇;郭祚剛;葉琳浩;喻磊;黃安迪
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/0639;G06Q50/06;G01L11/00;G01F1/76
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛嬌

本發明公開了一種綜合能源系統天然氣網穩態分析裝置，第一運算模塊、第二運算模塊、以及聯系關系模塊配合作用表征整個天然氣網中穩態下各個管道、節點的流量以及節點氣壓之間的關系的穩態聯立關系；流量壓力分析模塊根據穩態聯立關系，獲得各個非平衡節點的節點氣壓、管道流量以及節點流量。本申請充分利用各個節點和管道以及加壓站之間的布局和連接關系，更簡單快速的獲得天然氣網的穩態分析更全面的分析結果。本申請中還提供了綜合能源系統天然氣網穩態分析方法、設備以及計算機可讀存儲介質，具有上述有益效果。

技術領域

本發明涉及綜合能源系統技術領域，特別是涉及一種綜合能源系統天然氣網穩態分析方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

當前，各類工業、商業及辦公樓宇等產業園區具備綜合能源系統建設試點的自然資源、空間資源、電網基礎和用戶資源，也是綜合能源服務、業務創新和效益增長的主戰場。產業園區綜合能源系統的典型形態特征是，綜合能系統范圍覆蓋一定區域且區域內存在冷、熱、電、氣等多種能源需求，在橫向上多種能源形式之間相互耦合和互補，在縱向上源、網、荷、儲相互協調。區域綜合能源系統、能源互聯網、智慧能源等新技術剛剛興起，存在綜合能源配用電系統仿真分析手段不足等關鍵問題。

在綜合能源系統的天然氣網中主要包括天然氣井、管道、加壓站、儲氣罐、調壓閥和閥門。天然氣由氣井進入管道，通過管網被輸送至用戶。通過控制管網中不同節點的壓力和調壓閥或者閥門閥芯位置來調節天然氣的流量。加壓站的主要元件為壓縮機，主要用于當天然氣在輸送過程中會因為管壁摩擦等原因造成壓力損失時，對管道內的氣體進行增壓。

在某一時間段內，流入管道(起點)的流量和流出管道(終點)的流量是相等的、不隨時間變化的，起點和終點的壓力也是穩定的、不隨時間變化的，且是等溫過程(即管道內天然氣與外界沒有熱交換產生)，此時的天然氣網處于穩態。

但是在實際運行過程中天然氣網要維持穩態就需要對天熱氣網中的天然氣井、管道、加壓站、儲氣罐、調壓閥和閥門的工作狀態進行分析，以便及時的對天然氣網中各個部件的工作狀態進行調整，盡可能的維持天然氣網安全穩定的工作。

但是，目前對天然氣網進行分析時，往往只對天然氣網中的單一元件進行分析，使得分析結果存在局限性，

發明內容

本發明的目的是提供一種綜合能源系統天然氣網穩態分析裝置、方法、設備以及計算機可讀存儲介質，解決了天然氣網中，對單一元件分析的局限性的問題。

為解決上述技術問題，本申請還提供一種綜合能源系統天然氣網穩態分析裝置，包括：

第一運算模塊，用于基于天然氣網中流體連續性原理，獲得各個節點的節點流量和各個管道的管道流量之間的第一對應關系、以及各個所述節點的節點氣壓和各個所述管道流量之間的第二對應關系；

第二運算模塊，用于根據加壓站的加壓作用，獲得各個所述加壓站的節點流量和流量損失量的第三對應關系，以及各個所述加壓站的節點氣壓和所述流量損失量之間的第四對應關系；

聯立關系模塊，用于根據所述第一對應關系、所述第二對應關系、所述第三對應關系、所述第四對應關系，以及各個所述節點、各個所述管道和所述加壓站之間的連接關系，獲得天然氣網中各個所述節點氣壓、所述節點流量以及所述管道流量之間的穩態聯立關系；

流量壓力分析模塊，用于根據所述天然氣網的各個輸入端口的節點流量以及平衡節點的節點氣壓，結合所述穩態聯立關系，獲得各個非平衡節點的節點氣壓、各個所述管道的管道流量以及天然氣網的各個輸出端口的節點流量。