[發(fā)明專利]一種天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310604152.1
• 申請(qǐng)日: 2023-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN116663178A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳煜暉;徐箭;柯德平;廖思陽;姜新雄;陳睿;王俊;馮帥帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G06F119/14;G06F113/14
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

1.一種天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括：

獲取初始狀態(tài)天然氣管道參數(shù)；

設(shè)定用于生成天然氣管道氣壓序列的時(shí)間參數(shù)；

計(jì)算流量調(diào)節(jié)開始后天然氣管道首端氣壓在20秒內(nèi)的序列；

按順序分析天然氣管道首端氣壓在20秒內(nèi)序列，通過聯(lián)機(jī)算法提取所有波動(dòng)幅度不小于氣壓波動(dòng)幅度閾值Th的子序列，得到波動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述獲取初始狀態(tài)天然氣管道參數(shù)包括：通過SCADA系統(tǒng)獲取初始狀態(tài)下天然氣管道首端氣壓p_s、天然氣管道末端氣壓p_e、管道氣流m₁；獲取管道的靜態(tài)信息：管道長(zhǎng)度L、管道半徑R、天然氣波速a；電網(wǎng)對(duì)燃?xì)馊紮C(jī)發(fā)出的調(diào)度指令為Δm,T，從m₁調(diào)節(jié)至m₁+Δm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述設(shè)定用于生成天然氣管道氣壓序列的時(shí)間參數(shù)包括：設(shè)定時(shí)間間隔Δt＝0.01s、時(shí)間間隔數(shù)量N，N為正整數(shù)，且NΔt≤20s，氣壓波動(dòng)幅度閾值Th設(shè)置為0.05kPa。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算流量調(diào)節(jié)開始后天然氣管道首端氣壓在20秒內(nèi)的序列包括：通過獲取的初始狀態(tài)天然氣管道參數(shù)和設(shè)定的用于生成天然氣管道氣壓序列的時(shí)間參數(shù)，計(jì)算流量調(diào)節(jié)開始后，天然氣管道首端氣壓在20秒內(nèi)的序列：p₀、p₁、p₂、…、p_N；p_i,，i＝1，2，…，N的可解析表達(dá)式如下：

其中H為heaviside階梯函數(shù)，erfc為誤差互補(bǔ)函數(shù)，定義方式為：

其中，c₁、υ、c_l,k、b_l,k、e_l,k、f_l,k、g_l,k，l的范圍為1至10，k的范圍為1至2，均為方便表達(dá)而引入的過程參數(shù)，無實(shí)際物理意義，ξ為積分操作中的被積分符號(hào)，過程參數(shù)定義如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述按順序分析天然氣管道首端氣壓在20秒內(nèi)的序列，通過聯(lián)機(jī)算法提取所有波動(dòng)幅度不小于氣壓波動(dòng)幅度閾值Th的子序列，得到波動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果包括：按照順序分析所得天然氣管道首端氣壓在20秒內(nèi)的序列，通過聯(lián)機(jī)算法以線性時(shí)間提取出所有波動(dòng)幅度不小于氣壓波動(dòng)幅度閾值Th的子序列p_i,…,p_j，定義如下：

|p_i-1-p_i|Th|p_j-p_j+1|Th

|p_m-p_m+1|≥Th,m＝i,i+1,...,j-1

子序列p_i,…,p_j的波動(dòng)幅度為：max(p_m)-min(p_m),m＝i,i+1,...,j。

6.用于權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括參數(shù)獲取模塊，用于獲取天然氣管道初始參數(shù)；管道氣壓序列生成模塊，用于生成管道氣壓序列；計(jì)算模塊，用于計(jì)算流量調(diào)節(jié)后天然氣管道氣壓序列；序列提取模塊，用于提取子序列，得到波動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果。

7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序代碼，程序代碼用于執(zhí)行權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法。

8.一種包括指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的天然氣管道氣壓波動(dòng)預(yù)測(cè)方法。