一种天然气分析系统性能评价方法技术方案

本发明专利技术公开了一种天然气分析系统性能评价方法，包括：获得天然气分析系统的组分以及每种组分的发热量的最大允许误差和最大容许偏差；确定标准气体混合物的组分及不确定度；获得每组标准气体混合物的每种组分的最终峰面积；得到天然气分析系统的校准函数和每种组分的分析函数；计算出每种组分的不确定度和发热量的不确定度；判断待评价天然气分析系统评价结果是否合格，给出天然气分析系统的性能评价结论。本发明专利技术公开的天然气分析系统性能评价方法，弥补了国内天然气分析系统性能评价方法的缺失，确定天然气分析系统的误差和不确定度，助力国家层面的天然气能力计量落地及实施。施。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气分析系统性能评价方法


[0001]本专利技术涉及天然气输配
，具体涉及一种天然气分析系统性能评价方法。

技术介绍

[0002]目前，国家层面已经出台法律法规推进天然气能量计量的实施落地，例如国内天然气分析系统采用《天然气的组成分析气相色谱法》(GB/T 13610)进行线性、重复性和复现性检测。但天然气计量尚处于从体积计量向能量计量过度的关键时期。我国原本的天然气计量应用体积计量，经过数十年的发展，体积计量的技术成熟，相关的计量法规、标准、规范全面。从体积计量向能量计量过度的过程中，最重要的改变就是天然气热值的测量，需要应用到天然气分析系统，即天然气色谱仪，现有的《天然气的组成分析气相色谱法》(GB/T 13610)无法实现天然气分析系统全量程的性能评价，尤其涉及到公平、公开的贸易计量领域，无法确定天然气分析系统性能指标的精确度，
[0003]究其原因在于，目前能够针对天然气分析系统的性能进行评价的方法在国内是缺失的，相当于丧失了能量计量的公平性、公正性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种天然气分析系统性能评价方法，用以解决目前国内缺失能够针对天然气分析系统的性能进行评价的方法的问题。
[0005]本专利技术提供一种天然气分析系统性能评价方法，包括：
[0006]获得天然气分析系统的组分以及每种组分的发热量的最大允许误差和最大容许偏差；
[0007]根据所述天然气分析系统的组分，并通过均匀分布的原则确定标准气体混合物的组分及不确定度；
[0008]利用待评价的天然气分析系统对每组所述标准气体混合物的组分依次进行10次组分分析，记录峰面积原始数据；对峰面积原始数据进行漂移校正获得漂移校正后的峰面积；对所述漂移校正后的峰面积进行粗大误差剔除，获得每组标准气体混合物的每种组分的最终峰面积；
[0009]利用广义最小二乘法进行标准气体混合物的组分和所述漂移校正后的峰面积之间的回归分析，得到天然气分析系统的校准函数和每种组分的分析函数；
[0010]利用天然气分析系统的校准函数分别计算出10000组天然气混合物每种组分对应的峰面积，再利用分析函数计算每个峰面积的对应的组分，计算出每种组分的不确定度和发热量的不确定度；
[0011]判断待评价天然气分析系统评价结果是否合格，给出天然气分析系统的性能评价结论。
[0012]具体地，所述确定标准气体混合物的组分及不确定度包括以下步骤：
[0013]根据天然气分析系统的单质种类确定标准气体混合物的种类，标准气体混合物的
单质种类应与天然气分析系统的单质种类相同；
[0014]根据每种单质的种类的分析函数的阶数确定所需标准气体混合物的组数；
[0015]根据天然气分析系统最后一次的性能评价所得到的分析函数的阶数，确定标准气体混合物的组数；
[0016]根据天然气分析系统的不确定度来确定标准气体混合物的不确定度。
[0017]具体地，所述获得每组标准气体混合物的每种组分的最终峰面积包括以下步骤：
[0018]用待评价的天然气分析系统依次对每组标准气体混合物的组分行10次组分分析，并记录大气压力和峰面积原始数据；
[0019]对峰面积原始数据进行漂移校正获得漂移校正后的峰面积；
[0020]对所述漂移校正后的峰面积进行粗大误差剔除，获得每组标准气体混合物的每种组分的最终峰面积。
[0021]具体地，所述得到天然气分析系统的校准函数和每种组分的分析函数包括以下步骤：
[0022]根据标准气体混合物每种组分的不确定度和最终峰面积，计算每种组分的平均峰面积和标准偏差；
[0023]根据标准气体混合物每种组分的峰面积与组分的数据，采用广义最小二乘法回归处理，分别按照一阶、二阶和三阶多项式计算每种组分校准函数的回归系数和拟合度；
[0024]根据每种组分的一阶、二阶和三阶校准函数确定每种组分最终的校准函数，以拟合度接近于1为最优，若出现拟合度相同，以阶数小者为优；
[0025]根据每种组分的含量与峰面积数据，采用广义最小二乘法回归处理，分别按照一阶、二阶和三阶多项式计算每种组分分析的回归系数和拟合度；
[0026]根据每种组分的一阶、二阶和三阶分析函数确定每种组分最终的分析函数，以拟合度接近于1为最优，若出现拟合度相同，以阶数小者为优。
[0027]具体地，所述计算出每种组分的不确定度和发热量的不确定度包括以下步骤：
[0028]构建蒙特卡洛模型模拟10000组天然气混合物的方法，每组天然气混合物的组分应在待评价的天然气分析系统组分分析范围以内，以甲烷为平衡气体，按照相同间隔，使用差减法计算出10000组天然气混合物的成分，应避免产生非自然天然气组分；
[0029]根据10000组模拟天然气混合物的组分，分别计算10000组模拟天然气混合物的高位发热量；
[0030]利用校准函数计算每组模拟天然气的每种组分对应的峰面积；
[0031]利用分析函数计算每组模拟天然气的每种组分计算得到的峰面积，对应的测量组分；
[0032]计算每组模拟天然气的每种组分的分析不确定度；
[0033]计算模拟天然气混合物每种组分的平均测量误差和不确定度；
[0034]根据测量摩尔分数计算每组测量组分的高位发热量及每组测量组分的不确定度；
[0035]计算模拟天然气混合物高位发热量的平均测量误差和模拟天然气混合物高位发热量的标准不确定度。
[0036]本专利技术还涉及一种天然气分析系统性能评价装置，包括
[0037]第一处理单元，用于获得天然气分析系统的组分以及每种组分的发热量的最大允
许误差和最大容许偏差；
[0038]第二处理单元，用于根据所述天然气分析系统的组分，并通过均匀分布的原则确定标准气体混合物的组分及不确定度；
[0039]第三处理单元，用于利用待评价的天然气分析系统对每组所述标准气体混合物的组分依次进行10次组分分析，记录峰面积原始数据；对峰面积原始数据进行漂移校正获得漂移校正后的峰面积；对所述漂移校正后的峰面积进行粗大误差剔除，获得每组标准气体混合物的每种组分的最终峰面积；
[0040]第四处理单元，用于利用广义最小二乘法进行标准气体混合物的组分和所述漂移校正后的峰面积之间的回归分析，得到天然气分析系统的校准函数和每种组分的分析函数；
[0041]第五处理单元，用于利用天然气分析系统的校准函数分别计算出10000组天然气混合物每种组分对应的峰面积，再利用分析函数计算每个峰面积的对应的组分，计算出每种组分的不确定度和发热量的不确定度；
[0042]第六处理单元，用于判断待评价天然气分析系统评价结果是否合格，给出天然气分析系统的性能评价结论。
[0043]本专利技术还涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气分析系统性能评价方法，其特征在于，包括：获得天然气分析系统的组分以及每种组分的发热量的最大允许误差和最大容许偏差；根据所述天然气分析系统的组分，并通过均匀分布的原则确定标准气体混合物的组分及不确定度；利用待评价的天然气分析系统对每组所述标准气体混合物的组分依次进行10次组分分析，记录峰面积原始数据；对峰面积原始数据进行漂移校正获得漂移校正后的峰面积；对所述漂移校正后的峰面积进行粗大误差剔除，获得每组标准气体混合物的每种组分的最终峰面积；利用广义最小二乘法进行标准气体混合物的组分和所述漂移校正后的峰面积之间的回归分析，得到天然气分析系统的校准函数和每种组分的分析函数；利用天然气分析系统的校准函数分别计算出10000组天然气混合物每种组分对应的峰面积，再利用分析函数计算每个峰面积的对应的组分，计算出每种组分的不确定度和发热量的不确定度；判断待评价天然气分析系统评价结果是否合格，给出天然气分析系统的性能评价结论。2.根据权利要求1所述的天然气分析系统性能评价方法，其特征在于，所述确定标准气体混合物的组分及不确定度包括以下步骤：根据天然气分析系统的单质种类确定标准气体混合物的种类，标准气体混合物的单质种类应与天然气分析系统的单质种类相同；根据每种单质的种类的分析函数的阶数确定所需标准气体混合物的组数；根据天然气分析系统最后一次的性能评价所得到的分析函数的阶数，确定标准气体混合物的组数；根据天然气分析系统的不确定度来确定标准气体混合物的不确定度。3.根据权利要求2所述的天然气分析系统性能评价方法，其特征在于，所述获得每组标准气体混合物的每种组分的最终峰面积包括以下步骤：用待评价的天然气分析系统依次对每组标准气体混合物的组分行10次组分分析，并记录大气压力和峰面积原始数据；对峰面积原始数据进行漂移校正获得漂移校正后的峰面积；对所述漂移校正后的峰面积进行粗大误差剔除，获得每组标准气体混合物的每种组分的最终峰面积。4.根据权利要求3所述的天然气分析系统性能评价方法，其特征在于，所述得到天然气分析系统的校准函数和每种组分的分析函数包括以下步骤：根据标准气体混合物每种组分的不确定度和最终峰面积，计算每种组分的平均峰面积和标准偏差；根据标准气体混合物每种组分的峰面积与组分的数据，采用广义最小二乘法回归处理，分别按照一阶、二阶和三阶多项式计算每种组分校准函数的回归系数和拟合度；根据每种组分的一阶、二阶和三阶校准函数确定每种组分最终的校准函数，以拟合度接近于1为最优，若出现拟合度相同，以阶数小者为优；根据每种组分的含量与峰面积数据，采用广义最小二乘法回归处理，分别按照一阶、二
阶和三阶多项式计算每种组分分析的回归系数和拟合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，邢楠，刘冰，田靖，肖立，吴健宏，安东雨，宋涛，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：