[發明專利]一種基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法及系統

有效

• 申請號: 202210178179.4
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114838296B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 彭德光;孫健
• 申請（專利權）人: 重慶兆光科技股份有限公司
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00;F17D5/06;G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 重慶渝之知識產權代理有限公司 50249
• 代理人: 周身彪

1.一種基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法，其特征在于，包括：

獲取用戶開關天然氣動作引起的管道壓力變化信號，并根據所述管道壓力變化信號構建壓力偏差與天然氣管道流量的動態平衡模型，所述壓力偏差與天然氣流量的動態平衡模型表示為：

其中，p為管道壓力變化信號；q為總的天然氣流量變化量，q＝q_u+q_f，q_u為用戶使用帶來的天然氣流量變化，q_f為泄漏帶來的天然氣管道流量變化；λ為天然氣泄漏速率；f(p,q)為未發生天然氣泄漏的情況下管道壓力變化信號與天然氣流量的關系式；

根據所述動態平衡模型識別天然氣泄漏帶來的天然氣管道的流量變化量；

根據所述流量變化量的值輸出對應的天然氣泄漏預警信息。

2.根據權利要求1所述的基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法，其特征在于，獲取用戶開關天然氣動作引起的管道壓力變化信號，并根據所述管道壓力變化信號構建壓力偏差與天然氣管道流量的動態平衡模型，包括：

根據所述管道壓力變化信號確定對應時間段內用戶數量及對應用戶的開關時長；

根據所述用戶數量及對應用戶的開關時長確定對應時間段內用戶使用帶來的流量變化；

根據預設的泄漏帶來的天然氣管道流量變化模型，確定所述壓力偏差與天然氣管道流量的動態平衡模型。

3.根據權利要求2所述的基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法，其特征在于，所述泄漏帶來的天然氣管道流量變化模型表示為：

q_f＝(1-e^-λt)δ_f

其中，q_f為泄漏帶來的天然氣流量變化；δ_f為泄漏流量；λ為泄漏速率。

4.根據權利要求2所述的基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法，其特征在于，根據所述動態平衡模型識別泄漏帶來的天然氣管道流量變化量，包括：

通過非線性基逼近所述動態平衡模型得到近似模型，并通過預先構建的目標函數求解所述近似模型，得到所述泄漏帶來的天然氣管道流量變化量。

5.根據權利要求4所述的基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法，其特征在于，所述近似模型表示為：

其中，φ(p，q)為非線性基，W為線性權重，∈為逼近誤差，p為管道壓力變化信號；

通過對所述線性權重采用學習算法函數進行迭代更新，使得所述目標函數達到最優解，以確定此時泄漏帶來的天然氣管道流量變化量；

所述泄漏帶來的天然氣管道流量變化量表示為：

其中，φ的逆函數為φ^-1＝[p，q]^T，q_u為用戶使用帶來的天然氣流量變化。

6.根據權利要求5所述的基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法，其特征在于，所述目標函數表示為：

其中，α0為誤差衰減因子，β0為流量靈敏度最大化權重，s為預設時間節點。

7.根據權利要求5所述的基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法，其特征在于，所述學習算法函數表示為：

其中，a為學習速率；的學習過程中必須滿足存在廣義左逆的約束，如果更新的不滿足廣義左逆約束則使用最短距離投影的辦法將矯正到滿足所述廣義左逆約束的值。

8.根據權利要求1所述的基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷方法，其特征在于，根據所述流量變化量的值輸出對應的天然氣泄漏預警信息，包括：

當所述流量變化量大于預設的變化量閾值時，判定當前天然氣管道發聲微泄漏，輸出微泄漏預警信息，并根據所述流量變化量的變化曲線獲取天然氣泄漏速率；

根據所述天然氣泄漏速率的大小輸出對應的管道泄漏發展情況。

9.一種基于天然氣用戶使用序列的管道泄漏診斷系統，其特征在于，包括：

模型構建模塊，用于獲取用戶開關天然氣動作引起的管道壓力變化信號，并根據所述管道壓力變化信號構建壓力偏差與天然氣管道流量的動態平衡模型，所述壓力偏差與天然氣流量的動態平衡模型表示為：

其中，p為管道壓力變化信號；q為總的天然氣流量變化量，q＝q_u+q_f，q_u為用戶使用帶來的天然氣流量變化，q_f為泄漏帶來的天然氣管道流量變化；λ為天然氣泄漏速率；f(p,q)為未發生天然氣泄漏的情況下管道壓力變化信號與天然氣流量的關系式；

泄漏量識別模塊，用于根據所述動態平衡模型識別天然氣泄漏帶來的天然氣管道的流量變化量；

泄漏預警模塊，用于根據所述流量變化量的值輸出對應的天然氣泄漏預警信息。