一种用于燃气系统计量的表系统及计量方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于燃气系统计量的表系统及计量方法，方法包括：确定燃气系统计量的基本指标；根据燃气系统的非平衡节点功率、网络拓扑、管网参数，生成相应的初始数据，并求解燃气系统潮流；根据各节点环境温度、气流率和燃气气质情况，获取节点势向量，从而计算燃气系统的分布。该表系统由云端服务器，分布在系统各处的表，以及实现表与云端服务器之间数据传输的通讯装置组成；该表分为气源侧表、网络侧表、负荷侧表。本发明专利技术实现对燃气系统各环节分布参数的实时计量。时计量。时计量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃气系统计量的表系统及计量方法


[0001]本专利技术属于燃气系统能源品质分析
，涉及燃气系统领域、供气系统领域、分布式供气领域，特别涉及一种用于燃气系统计量的表系统及计量方法。

技术介绍

[0002]能源与环境问题日益严峻，构建考虑量质协同的燃气系统成为能源转型过程的重要一环。燃气行业作为能源转换与供应的重要部分，是消耗化石能源的主要行业，由此造成大量环境问题。作为反映能源品质的合理度量，在环境条件下，能量中理论上能转换为功或其他形式能量的那部分能量，兼顾了能量的“量”和“质”。研究燃气系统有效能及能源品质分析技术，对提高饶你系统有效能利用率，实现能源转型，持续推动构建能源量质协同发展的燃气系统具有重要意义。
[0003]燃气系统计量方法是燃气系统能源品质分析技术的基础，明确系统各主体环节的分布情况及效率，能够清晰展示有效能利用情况和有效能损失的位置、类型和真实大小，才能够有针对性的从规划设计、运行优化、交易等方面采取措施降低损，提高效率，从能源品质的角度促进能源转型升级战略的推进。传统的计算方法大多从宏观角度建立黑箱模型，基于燃气系统输入和输出端的直接计算，无法明确反映出燃气系统的网络化特征，忽视了在源
‑
网
‑
荷
‑
储的流动与分布规律。同时，无法实现对的实时计量，也不能直观的展示各主体环节的损情况，因此，不利于准确发现有效能利用率较低的主体环节，通过采取针对性措施降低损。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种用于燃气系统计量的表系统及方法。本专利技术可用于燃气系统的分布实时计量，并在燃气系统各个环节展示计算结果，实现对燃气系统分布的精确统计，为燃气系统规划设计、运行优化提供数据支撑，为构建以为交易对象的燃气市场提供依据。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种用于燃气系统计量的表系统，包括云端服务器、气源侧表、网络侧表、负荷侧表，以及实现表与云端服务器之间数据传输的通讯装置；所述气源侧表包括分别安装在高压气源、中压气源和低压气源供气门站处的气源侧高压表、气源侧中压表和气源侧低压表；所述网络侧表包括分别安装在高压管网、中压管网和低压管网的节点处的网络侧高压表、网络侧中压表和网络侧低压表；所述负荷侧表分为负荷侧中压表和负荷侧低压表，分别安装在对应气负荷所在节点；
[0007]所述表系统中的各表用于采集并初步计算势所需要的数据，并将相关数据信息传输至云端服务器；云端服务器将所收集到的信息通过燃气系统流机理模型计算，并将计算结果反馈至各表，再由表显示界面实时展示云端服务器反馈的参数结果；
[0008]所述表系统为一个双层结构的系统，分为上层系统和下层系统两部分；
[0009]上层系统包括云端服务器，用于计算燃气系统的分布，包括根据气源侧表的数据计算气源；根据负荷侧表的数据计算气负荷；根据网络侧表的数据计算管道流和管道损；计算燃气系统的效率。
[0010]下层系统由气源侧表、网络侧表、负荷侧表组成，气源侧表、网络侧表、负荷侧表彼此间通过通讯装置连接用以相互通讯，各表用于获取所安装节点的势，并测量得到气源气流率、负荷气流率和管道气流率。
[0011]进一步的，表系统中的各表用于采集并初步计算势所需要的数据，包括：
[0012][0013]式中，p
g
为节点势，T
a
为环境温度，T
b
为燃气理论燃烧温度；GCV为燃气热值；
[0014]所述根据气源侧表的数据计算气源，计算公式如式(2)所示：
[0015]e
g,S
＝p
g,S
m
g,S
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0016]式中，e
g,S
为气源，p
g,S
为气源节点势，m
g,S
为气源气流率；
[0017]所述根据负荷侧表的数据计算气负荷，计算公式如式(3)所示：
[0018]e
g,L
＝p
g,L
m
g,L
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0019]式中，e
g,L
为负荷，p
g,L
为气负荷节点势，m
g,L
为气负荷气流率；
[0020]所述根据网络侧表的数据计算管道流和管道损，计算公式如式(4)
‑
(5)所示：
[0021]e
g,P
＝p
g,p
m
g,p
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0022]Δe
g,P
＝(p
g,P1
‑
p
g,P2
)
·
m
g,P
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0023]式中，e
g,P
为管道流，Δe
g,P
为管道损，p
g,p
为管道势，p
g,P1
和p
g,P2
为燃气管道两端势，m
g,P
为管道气流率；
[0024]所述计算燃气系统的效率，计算公式如式(6)所示：
[0025][0026]式中，η
Ex
为效率，E
in
为输入，E
out
为输出。
[0027]进一步的，若燃气系统中存在储气装置的，根据气压水平，负荷侧表、气源侧表分别安装在储气装置进气和出气处，用于计量储气装置及管道的分布；
[0028]进一步的，若燃气系统中存在分布式气源的，通过气源侧表能够计量分布式气源实际向能源网络供应的气源，考虑不同气质的分布式气源注入改变了燃气网络相对密度和热值，对燃气系统采用气流
‑
相对密度
‑
热值方程交替求解得到整个燃气系统的气质情况，计算公式如式(7)
‑
(8)所示：
[0029][0030][0031]式中，s
i
为不同气质混合后的相对密度，s
in
为流入节点i的相对密度，ρ
in
为流入节
点i的流量，ρ
out
为流出节点i的流量，GCV
in
为流入节点i的热值，GCV
out
为流出节点i的热值；
[0032]结合式(2)计算得到分布式气源的气源，结合式(4)
‑
(5)计算得到分布式气源注入管道的流和损。
[0033]本专利技术还提供一种基于所述表系统实现燃气系统计量的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃气系统计量的表系统，其特征在于，包括云端服务器、气源侧表、网络侧表、负荷侧表，以及实现表与云端服务器之间数据传输的通讯装置；所述气源侧表包括分别安装在高压气源、中压气源和低压气源供气门站处的气源侧高压表、气源侧中压表和气源侧低压表；所述网络侧表包括分别安装在高压管网、中压管网和低压管网的节点处的网络侧高压表、网络侧中压表和网络侧低压表；所述负荷侧表分为负荷侧中压表和负荷侧低压表，分别安装在对应气负荷所在节点；所述表系统中的各表用于采集并初步计算势所需要的数据，并将相关数据信息传输至云端服务器；云端服务器将所收集到的信息通过燃气系统流机理模型计算，并将计算结果反馈至各表，再由表显示界面实时展示云端服务器反馈的参数结果；所述表系统为一个双层结构的系统，分为上层系统和下层系统两部分；上层系统包括云端服务器，用于计算燃气系统的分布，包括根据气源侧表的数据计算气源根据负荷侧表的数据计算气负荷根据网络侧表的数据计算管道流和管道损；计算燃气系统的效率。下层系统由气源侧表、网络侧表、负荷侧表组成，气源侧表、网络侧表、负荷侧表彼此间通过通讯装置连接用以相互通讯，各表用于获取所安装节点的势，并测量得到气源气流率、负荷气流率和管道气流率。2.根据权利要求1所述的一种用于燃气系统计量的表系统，其特征在于，表系统中的各表用于采集并初步计算势所需要的数据，包括：式中，p
g
为节点势，T
a
为环境温度，T
b
为燃气理论燃烧温度；GCV为燃气热值；所述根据气源侧表的数据计算气源计算公式如式(2)所示：e
g,S
＝p
g,S
m
g,S
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，e
g,S
为气源p
g,S
为气源节点势，m
g,S
为气源气流率；所述根据负荷侧表的数据计算气负荷计算公式如式(3)所示：e
g,L
＝p
g,L
m
g,L
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中，e
g,L
为负荷p
g,L
为气负荷节点势，m
g,L
为气负荷气流率；所述根据网络侧表的数据计算管道流和管道损，计算公式如式(4)
‑
(5)所示：e
g,P
＝p
g,p
m
g,p
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)Δe
g,P
＝(p
g,P1
‑
p
g,P2
)
·
m
g,P
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，周天烁，李家熙，贾宏杰，李宜哲，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：