满足能源消耗限制的天然气管道网络中的控制系统技术方案

控制天然气管道网络中的气体流量，其中每个管道段内的气体流动与方向(正或负)有关。处理器计算天然气生产厂的最低和最高生产率(边界)，以满足一段时间内的能源消耗限制。生产速率范围用于计算每个管道段的最小和最大符号流速(边界)。将非线性压降关系线性化，为每个管道段建立一个线性压降模型。使用包括每个管道段的流量的线性压降模型来计算网络流量的解决方案，以满足在一段时间内满足压力约束的多个网络节点中的每一个的需求约束和压力。网络流量的解决方案与用于控制一个或多个控制元件的控制元件设定点相关联。

Control system for natural gas pipeline network meeting energy consumption restriction

Control the gas flow in the natural gas pipeline network, in which the gas flow in each pipeline section is related to the direction (positive or negative). The processor calculates the minimum and maximum productivity (boundaries) of a natural gas plant to meet energy consumption constraints over a period of time. The production rate range is used to calculate the minimum and maximum symbol velocity (boundary) for each pipe segment. The nonlinear pressure drop relationship is linearized, and a linear pressure drop model is established for each pipe segment. The solution of calculating network traffic is to use linear pressure drop model including the flow of each pipeline segment to satisfy the demand constraints and pressures of each of the multiple network nodes that meet the pressure constraints for a period of time. A solution to network traffic is associated with a control element setting point used to control one or more control elements.

【技术实现步骤摘要】
满足能源消耗限制的天然气管道网络中的控制系统
工业天然气管道网络的控制本专利技术涉及用于气体的生产，输送和分配的工业天然气管道网络的控制。专利技术概述本专利技术涉及一种用于控制工业天然气管道网络中的气体流量以满足工业天然气生产厂的能耗限制的系统和方法。天然气管道网络包括至少一个天然气生产厂，至少一个客户的气体回收设施，多个管道段，多个网络节点以及多个控制元件。多个管道段中的每一个内的气体流动与方向相关联。方向与正号或负号相关联。该系统包括一个或多个控制器和一个或多个处理器。处理器配置为计算天然气生产厂的最低生产率和最高生产率，以满足一段时间内的能源消耗的限制。最低生产率和最高生产率构成工厂的生产率的界限。工厂的生产率的界限用于计算每个管道段的最小符号流速和最大符号流速。最小符号流速和最大符号流速构成每个管道段的流量界限。流量界限内的多个管道段中的每一个的非线性压降关系被线性化以便为多个管道段中的每一个创建线性压降模型。网络流量的解决方案是使用线性压降模型来计算的。网络流量的解决方案包括多个管道段中的每一个的流量，以满足多个网络节点中的每一个在一段时间内的需求约束和压力以满足压力约本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制工业天然气管道网络中的气体流量以满足工业天然气生产厂中的能量消耗限制的系统，所述系统包括：天然气管道网络，包括至少一个天然气生产厂、至少一个客户的气体回收设施、多个管道段、多个网络节点和多个控制元件，其中所述多个管道段中的每一个内的气体流量与方向相关联，该方向与正号或负号相关联；一个或多个控制器；和一个或多个处理器，被配置为：计算天然气生产厂的最低生产率和最高生产率，以满足在一段时间内能量输入消耗的约束，所述最低生产率和所述最高生产率包括所述工厂的生产率的界限；使用所述工厂的生产率的界限来计算每个管道段的最小符号流速和最大符号流速，所述最小符号流速构成每个管道段流量下限和所述最...

【技术特征摘要】
2017.04.18 US 15/4903081.一种用于控制工业天然气管道网络中的气体流量以满足工业天然气生产厂中的能量消耗限制的系统，所述系统包括：天然气管道网络，包括至少一个天然气生产厂、至少一个客户的气体回收设施、多个管道段、多个网络节点和多个控制元件，其中所述多个管道段中的每一个内的气体流量与方向相关联，该方向与正号或负号相关联；一个或多个控制器；和一个或多个处理器，被配置为：计算天然气生产厂的最低生产率和最高生产率，以满足在一段时间内能量输入消耗的约束，所述最低生产率和所述最高生产率包括所述工厂的生产率的界限；使用所述工厂的生产率的界限来计算每个管道段的最小符号流速和最大符号流速，所述最小符号流速构成每个管道段流量下限和所述最大符号流速构成每个管道段流量界限；对流量界限内的多个管道段中的每一个的非线性压降关系进行线性化，以为多个管道段中的每一个创建线性压降模型；使用所述线性压降模型来计算网络流量的解决方案，包括所述多个管道段中的每一个的流速以满足所述多个网络节点中的每一个在一段时间内的需求约束和压力以满足压力约束，其中所述网络流量的解决方案与控制元件设定点相关联；和至少一个控制器，接收描述控制元件设定点的数据；以及使用描述控制元件设定点的数据来控制多个控制元件中的至少一些。2.权利要求1所述的系统，其中使用能耗与工业气体产量相关的线性模型来计算工业天然气生产厂的最低生产率和最高生产率，以满足一段时间内能源消耗的限制。3.权利要求2所述的系统，其中使用传递函数模型来开发线性模型。4.权利要求1所述的系统，考虑与工业天然气生产厂在一段时间内的倾斜限制相关的计算网络流量的解决方案。5.权利要求1所述的系统，其中所述处理器还被配置为通过以下来计算最小符号流速和最大符号流速：使用多个管道段中的至少一个平分表示天然气管道网络的无向图，以创建左子图和右子图；通过从左子图中的每个天然气生产厂的最小生产率之和中减...

【专利技术属性】
技术研发人员：C曼奇拉，A埃斯梅利，JD伊索姆，CC拉特肖，OJ史密斯四世，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US