[發明專利]一種多壓力級制燃氣管網的智能優化方法、系統、終端及存儲介質

有效

• 申請號: 202010326996.0
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111553042B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 龍騰;劉青;賈慶山;崔高辰;管曉宏;趙千川;靳曉強
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京市燃氣集團有限責任公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/20
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 谷成

本申請所提供的一種多壓力級制燃氣管網的智能優化方法、系統、終端及存儲介質，所述方法包括：設定管網初始參數值；利用系統模型求得管網各節點的初始壓強、流量、管段壓降等參數，并計算得到第一目標函數；固定壓力級制層間的進氣節點流量，并利用非線性規劃的算法優化閥門開度；固定壓力級制層間的閥門開度，并利用非線性規劃的算法優化進氣節點流量，計算得到第二目標函數；判斷第一目標函數與第二目標函數的絕對差值是否小于預設精度，若是，則結束，若否，則繼續優化直到第一目標函數與第二目標函數的絕對差值小于設定值；本申請采用迭代求解方法，提升跨級調度的及時性和管網仿真優化的準確性。

技術領域

本申請涉及燃氣管網技術領域，尤其是涉及一種多壓力級制燃氣管網的智能優化方 法、系統、終端及存儲介質。

背景技術

進入21世紀后，我國經濟飛速發展，城市的建設日新月異，天然氣管道輸配系統也越 來越復雜、龐大，同時壓力級制也越來越多。當前城市燃氣有多種壓力級制，各壓力級制間的轉換必須通過調壓站來實現。調壓站是燃氣輸配管網中穩壓與調壓的重要設施，其主要功能是按運行要求將管網的上一級輸氣壓力降至下一級壓力。當系統負荷發生變化時，通過流量調節將壓力穩定在設計要求的范圍內。

在城市燃氣管網中，多壓力級制的管網結構滿足了不同用戶的用氣需求，也成為其重 要的拓撲特點。然而實際系統所包含的計算節點往往數量龐大，計算復雜度極高。由于缺 少實施條件等原因無法大規模設置數據采集點，燃氣管網中的部分工況數據缺失，造成無 法準確掌握城市天然氣全網的壓力、流量情況，當前的運行工況調整基本要滯后于實際的 運行需求，天然氣管網運行工況調度和配置的準確性和及時性難以得到保證，跨壓力級制 管網調度難度增大。

目前現有的燃氣管網優化技術主要集中在單層燃氣管網的仿真和優化上，對于跨層級 的管網聯合優化考慮較少。若僅僅利用單層求解方法的序貫求解來簡單仿真多層級情況， 而不考慮層級之間控制變量的相互影響，其計算復雜度極高，且優化結果不佳、決策并不 明智。

因此，亟需一種多壓力級制燃氣管網的智能優化方法、系統、終端及存儲介質，以解 決現有技術中多層級管網跨級調度的及時性差、管網仿真優化的準確性難以保證的問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本申請提供一種多壓力級制燃氣管網的智能優化方法、系統、 終端及存儲介質，解決了現有技術中多層級管網跨級調度的及時性差、管網仿真優化的準 確性難以保證等問題。

為解決上述技術問題，第一方面，本申請提供一種多壓力級制燃氣管網的智能優化方 法，包括：

設定管網初始參數值；

利用系統模型求得管網各節點的初始壓強、流量、管段壓降等參數，并計算得到第一 目標函數；

固定壓力級制層間的進氣節點流量，并利用非線性規劃的算法優化閥門開度；

固定壓力級制層間的閥門開度，并利用非線性規劃的算法優化進氣節點流量，計算得 到第二目標函數；

判斷第一目標函數與第二目標函數的絕對差值是否小于預設精度，若是，則結束，若 否，則繼續優化直到第一目標函數與第二目標函數的絕對差值小于設定值。

可選的，所述設定管網初始參數值，包括：

設定管網初始進氣流量、閥門初始開度、參考壓力點等初始參數值。

可選的，所述固定壓力級制層間的閥門開度，并利用非線性規劃的算法優化進氣節點 流量，計算得到第二目標函數，包括：

固定壓力級制層間的閥門開度，并利用內點法、梯度下降法或、坐標下降法優化進氣 節點流量，計算得到第二目標函數。

可選的，所述判斷第一目標函數與第二目標函數的絕對差值是否小于設定值，包括：