一种基于天然气管网系统的全局调度方法技术方案

本发明专利技术涉及天然气输送技术领域，具体涉及一种基于天然气管网系统的全局调度方法，包括：获取各个上气点和下气点的输气需求量；将各个上气点和下气点的输气需求量输入经过预先训练的路径规划模型中，并加载对应的管网相关数据；通过所述路径规划模型计算生成用以实现天然气调度的全局输气调度方案；所述全局输气调度方案包括各个上气点和下气点对应的最优输气路径列表，以及最优输气路径各个管段的输气方向和输气占用量。本发明专利技术中基于天然气管网系统的全局调度方法能够提供全局数据支持和输气路径依据，从而能够提升天然气调度的全面性和成本管理效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于天然气管网系统的全局调度方法
本专利技术涉及天然气输送
，具体涉及一种基于天然气管网系统的全局调度方法。
技术介绍
近年来，随着油气体制改革的大力推动，天然气市场化改革也正在进行全面部署。国家石油天然气管网集团有限公司的正式挂牌成立，意味着油气体制改革已经迈出了重要的一步，这为全面实现油气基础设施向第三方公平开放打下了基础。基于天然气管网系统的调度是一种新的发展趋势，而然气调度是一个非常复杂的过程，其具有的非线性、多变量特征给实际管网天然气调度带来了许多问题。目前，基于天然气管网系统的调度大多是通过调度员经验调控的方式对天然气进行分配和输送，其容易造成压缩机站能耗巨大、流量分配效率低等问题。为此，公开号为CN110232481A的中国专利公开了《一种基于MQPSO的天然气管网多目标优化调度方法》，其根据天然气管网中的节点、管段和压缩机的分布情况，建立天然气管网模型；将用户流量数据、压缩机的运行数据作为变量，并对用户流量数据、压缩机的运行数据赋初值，生成初始群体；随机设置一个外部存档，然后设计MQPSO算法，求解管网多目标优化调度问题，获得各节点流量分配和压缩机工作参数的优化值。上述现有的调度方法通过仿真系统模拟执行输气需求，进而根据系统反馈的工况信息调整天然气的调度方案。虽然现有调度方法主要时以保证管网压力安全为目标，但将其改进后仍可应用于天然气调度的成本管理。申请人发现实际天然气调度时，气源点（上气点）和用气需求点（下气点）的组合会有成百上千种工况。然而，现有调度方法只能进行局部的调度操作，因此采用现有的调度方法难以从全局的角度去制定调度方案，进而使得不能为天然气调度决策提供全局数据支持，不能为管输费计算提供输气路径依据，从而导致天然气调度的全面性和成本管理效果均不好。因此，如何设计一种能够提供全局数据支持和输气路径依据的全局调度方法是急需解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够提供全局数据支持和输气路径依据的基于天然气管网系统的全局调度方法，从而能够提升天然气调度的全面性和成本管理效果。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种基于天然气管网系统的全局调度方法，包括以下步骤：S1：获取各个上气点和下气点的输气需求量；S2：将各个上气点和下气点的输气需求量输入经过预先训练的路径规划模型中，并加载对应的管网相关数据；S3：通过所述路径规划模型计算生成用以实现天然气调度的全局输气调度方案；所述全局输气调度方案包括各个上气点和下气点对应的最优输气路径列表，以及最优输气路径各个管段的输气方向和输气占用量。优选的，步骤S3中，所述路径规划模型通过如下步骤计算全局输气调度方案：S301：计算从各个上气点分别对应到达各个下气点的所有可达输气路径，并根据可达输气路径各个管段的管段长度及其对应的单位管容单位长度输气价格计算各个可达输气路径的单位管容输气价格；然后根据可达输气路径及其对应的单位管容输气价格构建路径库；S302：开始一轮调度规划，从路径库中选取单位管容输气价格最小的可达输气路径作为最优路径；然后根据最优路径所对应上气点和下气点的剩余待分配输气量计算该最优路径中各个管段在本轮调度规划中的输气占用量；最后根据输气占用量计算对应上气点和下气点的剩余待分配输气量；S303：判断是否所有上气点和下气点的剩余待分配输气量均等于零：若是，则进入步骤S305；否则，进入步骤S304；S304：删除路径库中输气占用量已满负荷的管段对应的可达输气路径以及剩余待分配输气量为零的上气点和/或下气点对应的可达输气路径，形成下一轮调度规划的路径库，并返回步骤S302；S305：将各个最优路径作为对应上气点和下气点的最优输气路径，并结合最优输气路径各个管段在各轮调度规划中计算的输气占用量生成对应的全局输气调度方案。优选的，步骤S303中，先判断最优路径中是否存在输气占用量超负荷的过载管段：若存在，则根据设置的优选算法从占用对应过载管段的所有候选最优路径中选择最优路径来占用对应的过载管段；若不存在，则继续判断是否所有上气点和下气点的剩余待分配输气量均等于零。优选的，优选算法通过如下步骤选择最优路径来占用对应的过载管段：S3001：确定占用对应过载管段的所有候选最优路径；S3002：计算各个候选最优路径的权重值；S3003：从所有候选最优路径中依次剔除权重值小的候选最优路径，直至对应过载管段的输气占用量等于其可输气能力时，将剩余的候选最优路径作为占用对应过载管段的最优路径。优选的，步骤S3002中，通过如下公式计算各个候选最优路径的权重值：W=A/S；式中：W表示权重值；A表示候选最优路径对过载管段的输气占用量；S表示本轮调度规划的路径库中具有相同上气点和下气点的可达输气路径的可输气能力之和。优选的，步骤S3003中，在候选最优路径的权重值相同时，优先剔除单位管容输气价格高的候选最优路径。优选的，步骤S302中，在第一轮调度规划时，根据最优路径所对应上气点和下气点的输气需求量以及对应最优路径各个管段的可输气能力计算对应最优路径中各个管段的输气占用量，并计算对应上气点和下气点的剩余待分配输气量。优选的，步骤S302中，上气点和下气点的剩余待分配输气量为输气需求量与对应上气点和下气点已确定输气占用量的差值。优选的，步骤S304中，若删除对应的可达输气路径后，路径库中已不存在可达输气路径，则直接进入步骤S305。优选的，管网相关数据包括所有管段的两端节点名称、输气方向、可输气能力、管段长度、单位管容单位长度输气价格和管线名称中的任意一项或多项。本专利技术中基于天然气管网系统的全局调度方法与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术中，路径规划模型能够生成包括各个上气点和下气点对应的最优输气路径列表以及最优输气路径各个管段输气占用量的全局输气调度方案，生成的全局输气调度方案能够为天然气调度决策提供全局数据支持，并能够为管输费计算提供输气路径依据，从而能够提升天然气调度的全面性和成本管理效果。同时，本专利技术的路径规划模型以各个上气点和下气点的输气需求量作为输入，即能够根据上气点和下气点的输气需求去设计全局输气调度方案，而不再单一的根据某一项“输气任务”或某一对“上气点和下气点”去执行天然气调度，这能够更有效的实现天然气的全局调度，从而能够进一步提升天然气调度的全面性。附图说明为了使专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为实施例中全局调度方法的逻辑框图；图2为实施例中全局调度方法的流程图；图3为实施例中管网输气调度图的输气示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细的说明：实施例：本实施例中公开了一种基于天然气管网系统的全局调度方法。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于天然气管网系统的全局调度方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：获取各个上气点和下气点的输气需求量；/nS2：将各个上气点和下气点的输气需求量输入经过预先训练的路径规划模型中，并加载对应的管网相关数据；/nS3：通过所述路径规划模型计算生成用以实现天然气调度的全局输气调度方案；/n所述全局输气调度方案包括各个上气点和下气点对应的最优输气路径列表，以及最优输气路径各个管段的输气方向和输气占用量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于天然气管网系统的全局调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取各个上气点和下气点的输气需求量；
S2：将各个上气点和下气点的输气需求量输入经过预先训练的路径规划模型中，并加载对应的管网相关数据；
S3：通过所述路径规划模型计算生成用以实现天然气调度的全局输气调度方案；
所述全局输气调度方案包括各个上气点和下气点对应的最优输气路径列表，以及最优输气路径各个管段的输气方向和输气占用量。


2.如权利要求1所述的基于天然气管网系统的全局调度方法，其特征在于：步骤S3中，所述路径规划模型通过如下步骤计算全局输气调度方案：
S301：计算从各个上气点分别对应到达各个下气点的所有可达输气路径，并根据可达输气路径各个管段的管段长度及其对应的单位管容单位长度输气价格计算各个可达输气路径的单位管容输气价格；然后根据可达输气路径及其对应的单位管容输气价格构建路径库；
S302：开始一轮调度规划，从路径库中选取单位管容输气价格最小的可达输气路径作为最优路径；然后根据最优路径所对应上气点和下气点的剩余待分配输气量计算该最优路径中各个管段在本轮调度规划中的输气占用量；最后根据输气占用量计算对应上气点和下气点的剩余待分配输气量；
S303：判断是否所有上气点和下气点的剩余待分配输气量均等于零：若是，则进入步骤S305；否则，进入步骤S304；
S304：删除路径库中输气占用量已满负荷的管段对应的可达输气路径以及剩余待分配输气量为零的上气点和/或下气点对应的可达输气路径，形成下一轮调度规划的路径库，并返回步骤S302；
S305：将各个最优路径作为对应上气点和下气点的最优输气路径，并结合最优输气路径各个管段在各轮调度规划中计算的输气占用量生成对应的全局输气调度方案。


3.如权利要求2所述的基于天然气管网系统的全局调度方法，其特征在于：步骤S303中，先判断最优路径中是否存在输气占用量超负荷的过载管段：若存在，则根据设置的优选算法从占用对应过载管段的所有候选最优路径中选择最优路径来占用对应的过载管段；若不存在，则继续判断是否所有上气点和下气...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊垠州，秦朗，朱伟，彭识路，刘辉，
申请(专利权)人：重庆能源大数据中心有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50