燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)智能調(diào)度研究

1、<p>　　燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)智能調(diào)度研究</p><p>　　摘要：從世界形勢來看，能源系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了變化，優(yōu)質(zhì)、清潔、高效的天然氣能源成為了人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新能源引擎。我國在合理利用能源方針和節(jié)能減排的政策下，燃?xì)馐聵I(yè)迅速發(fā)展。人們對(duì)燃?xì)獾娜找嬉蕾嚰又亓顺鞘腥細(xì)饩W(wǎng)的運(yùn)營任務(wù)，同時(shí)也是對(duì)它提出的更高要求，只有發(fā)展才能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，保證燃?xì)夤?yīng)更加安全、可靠、便捷。 </p><p

2、>　　關(guān)鍵詞：燃?xì)?；管網(wǎng)；只能調(diào)度 </p><p>　　中圖分類號(hào)： TH138.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　國內(nèi)研究現(xiàn)狀 </b></p><p>　　國內(nèi)城市天然氣行業(yè)還處于快速發(fā)展階段，尚未達(dá)到市場化階段。而國外城市天然氣行業(yè)已經(jīng)處于市場化階段。國內(nèi)城市天然氣行業(yè)在向著市場化發(fā)展的過程中，將會(huì)對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)產(chǎn)

3、生新的技術(shù)需求。國內(nèi)外燃?xì)獍l(fā)展水平比較如表1。 </p><p>　　表1 國內(nèi)外燃?xì)獍l(fā)展水平比較 </p><p>　　隨著我國天然氣的快速發(fā)展，我國城市燃?xì)饩W(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成多氣源供氣、多壓力級(jí)制的縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)體系。燃?xì)馄髽I(yè)為了保證燃?xì)廨斉涞陌踩?、高效，輸配調(diào)度的智能化管理是必然手段。我國城市燃?xì)夤?yīng)技術(shù)的發(fā)展趨勢是擴(kuò)大先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在城市燃?xì)廨斉渲械氖褂贸潭龋苿?dòng)燃?xì)庑畔a(chǎn)業(yè)和燃?xì)庠O(shè)備制造

4、的發(fā)展，使整個(gè)城市燃?xì)庀到y(tǒng)技術(shù)水平上升一個(gè)層次。因此燃?xì)庀到y(tǒng)面臨利用信息技術(shù)、智能化管理手段解決城市燃?xì)夥謺r(shí)計(jì)價(jià)、需求側(cè)管理、運(yùn)行調(diào)度等問題，提高燃?xì)夤芫W(wǎng)的智能化運(yùn)行調(diào)度管理水平。 </p><p>　　城市智能燃?xì)饩W(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn) </p><p>　　建設(shè)智能燃?xì)饩W(wǎng)不是拋棄原有的燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)，而是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造，是燃?xì)饩W(wǎng)信息化建設(shè)的新的階段。它主要包括以下特點(diǎn)： </p&g

5、t;<p>　　涉及的業(yè)務(wù)內(nèi)容更加廣泛城市智能燃?xì)饩W(wǎng)涵蓋了整個(gè)運(yùn)營調(diào)度的各個(gè)方面。在城市燃?xì)廨斉浞矫?，包括智能供氣、智能調(diào)峰；在日常運(yùn)營管理方面，包括智能監(jiān)控、智能決策支持、智能巡檢；在用戶服務(wù)方面，包括智能用氣服務(wù)和智能用氣管理以及未來用戶發(fā)展等。 </p><p>　?。?）對(duì)掌握的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成性的管理城市燃?xì)饩W(wǎng)從規(guī)劃到實(shí)施再到運(yùn)行使用都會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)、資料，將管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施檔案、實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、地

6、理位置信息、客戶數(shù)據(jù)集成管理，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，避免信息孤立，為燃?xì)饩W(wǎng)運(yùn)營管理提供更方便、快捷的訪問方式。 </p><p>　?。?）先進(jìn)的技術(shù)支持從技術(shù)范疇來說，智能燃?xì)饩W(wǎng)的架構(gòu)在底層基于物聯(lián)網(wǎng)，各類設(shè)備可以與互聯(lián)網(wǎng)相銜接，實(shí)現(xiàn)了訪問終端的多樣化，包括電腦、平板電腦、智能手機(jī)等；上層基于云計(jì)算架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理與信息整合。依托先進(jìn)的技術(shù)保證了燃?xì)饩W(wǎng)智能化的實(shí)現(xiàn)。 </p><

7、;p>　?。?）創(chuàng)新的管理模式智能燃?xì)饩W(wǎng)除了在技術(shù)上的革新，在管理模式上也與之前有了創(chuàng)新。由以前事故后再解決的管理方法，變?yōu)榱耸鹿是邦A(yù)防的管理模式，變被動(dòng)管理為基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的主動(dòng)管理。 </p><p>　　（5）互動(dòng)的管網(wǎng)系統(tǒng)智能化的燃?xì)饩W(wǎng)在客戶服務(wù)方面也有很大改進(jìn)。燃?xì)馄髽I(yè)與客戶的關(guān)系不再是單一的“一個(gè)只管供氣、一個(gè)只管用氣”的狀態(tài)，而是彼此之間有互動(dòng)性的。通過提高管網(wǎng)計(jì)量水平和自動(dòng)控制水平，采用分時(shí)計(jì)

8、價(jià)的手段，燃?xì)馄髽I(yè)在供氣的同時(shí)，從用戶獲取用量數(shù)據(jù)，再反饋給用戶實(shí)時(shí)信息，可以指導(dǎo)用戶采用一種有利于調(diào)峰和提高能效的用能方式。 </p><p>　　三、構(gòu)建智能化運(yùn)營調(diào)度的技術(shù)條件 </p><p>　　我國城市燃?xì)夤?yīng)技術(shù)的發(fā)展趨勢是將高科技研究成果用于我國城市燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化。智能調(diào)度具有 信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化 的特點(diǎn)，包含調(diào)度的各個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋全部管網(wǎng)。應(yīng)用平臺(tái)是構(gòu)

9、架智能化調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，可為實(shí)現(xiàn)各類功能提供技術(shù)支持，其基礎(chǔ)系統(tǒng)主要包括： </p><p>　　數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)它是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)度的系統(tǒng)。它可以對(duì)管道、門站、儲(chǔ)配站、調(diào)壓站等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，實(shí)時(shí)采集各設(shè)備的數(shù)據(jù)信息并上傳，為后續(xù)的計(jì)算分析提供數(shù)據(jù)支持。 </p><p>　?。?）地理信息系統(tǒng)主要用于查看城市燃?xì)饩W(wǎng)的各級(jí)管道、調(diào)壓站、調(diào)壓箱等設(shè)

10、備的地理位置信息，是一個(gè)包含了整個(gè)城市管網(wǎng)樣貌的地理圖，點(diǎn)擊地圖上也可以查詢?nèi)我晃恢霉芫W(wǎng)及設(shè)備的基本信息，使燃?xì)饩W(wǎng)的管理更加形象、便捷。 </p><p>　　（3）無線通訊定位系統(tǒng)日常用于定位巡檢人員和巡檢車輛，保證了巡檢人員安全的同時(shí)也對(duì)人員工作情況進(jìn)行了監(jiān)督。當(dāng)有特殊情況發(fā)生時(shí)，可以通過定位通訊系統(tǒng)及時(shí)定位故障地點(diǎn)，報(bào)告現(xiàn)場情況以及調(diào)配搶險(xiǎn)人員。 </p><p>　　（4）氣象信息

11、系統(tǒng)建立氣象信息的采集與傳輸、存儲(chǔ)系統(tǒng)，提供實(shí)時(shí)的天氣情況。 </p><p>　　（5）信息管理系統(tǒng)信息管理系統(tǒng)是用來存儲(chǔ)城市燃?xì)饩W(wǎng)中 SCADA 系統(tǒng)、GIS 系統(tǒng)及其他信息系統(tǒng)在不同時(shí)刻采集及存檔的數(shù)據(jù)和信息，然后將這些數(shù)據(jù)整合、分類、統(tǒng)計(jì)、備份，以備需要時(shí)可調(diào)用。 </p><p>　?。?）決策支持系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)提供燃?xì)庹{(diào)度分析決策所常用的計(jì)算功能，使各級(jí)調(diào)度部門可便捷地進(jìn)行調(diào)

12、度分析并制定調(diào)度方案。其計(jì)算功能包括數(shù)據(jù)分析軟件、管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模擬軟件、對(duì)城市用氣量預(yù)測的軟件以及智能決策分析軟件，例如管道完整性等級(jí)識(shí)別分析軟件、設(shè)備安全等級(jí)識(shí)別軟件、管網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化軟件等。 </p><p>　　由于其海量信息特點(diǎn)，智能調(diào)度的應(yīng)用平臺(tái)可以采用云計(jì)算技術(shù)來構(gòu)建，打通并結(jié)合以上各基礎(chǔ)平臺(tái)的功能，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度的目的，如圖1所示。 </p><p>　　圖1 智能調(diào)度應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)成示意

13、圖 </p><p>　　四、城市燃?xì)饩W(wǎng)運(yùn)營調(diào)度智能優(yōu)化方向 </p><p>　?。ㄒ唬┹斉湔{(diào)度優(yōu)化 </p><p>　　日常的調(diào)度動(dòng)作都是根據(jù)預(yù)測的負(fù)荷值來執(zhí)行的，因此，精確的負(fù)荷預(yù)測值是提高智能調(diào)度能力的關(guān)鍵。主要有兩方面可以改進(jìn)，一是加強(qiáng)對(duì)天然氣負(fù)荷數(shù)據(jù)的處理能力，辨別假數(shù)據(jù)，提高負(fù)荷數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性；二是對(duì)模擬軟件的定期更新，以更好地適應(yīng)不斷發(fā)展的系

14、統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)的可靠性。 </p><p><b>　　氣源調(diào)度優(yōu)化 </b></p><p>　　氣源多元化已經(jīng)是城市燃?xì)獍l(fā)展的大方向，這也為運(yùn)營調(diào)度工作提出了又一問題。多氣源來氣的壓力是否一致、怎樣平衡，就需要通過軟件進(jìn)行模擬，找出平衡多氣源壓力的因素，完善調(diào)度措施。 </p><p>　　搶險(xiǎn)與應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化 </p><

15、p>　　當(dāng)啟動(dòng)搶險(xiǎn)調(diào)度時(shí)，就是有事故發(fā)生的時(shí)候。此時(shí)，搶險(xiǎn)開始時(shí)間是否最短、人員和資源的運(yùn)輸路線是否最優(yōu)就是影響搶險(xiǎn)救援的關(guān)鍵因素。這就需要建立一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化模型，使各個(gè)目標(biāo)在不沖突的同時(shí)盡可能都達(dá)到最優(yōu)，保證搶險(xiǎn)任務(wù)在最短時(shí)間內(nèi)開始，最大程度的減少人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。在事故后記錄事故情況，可建立數(shù)據(jù)庫，通過事故回放、故障特點(diǎn)分析等方法對(duì)事故進(jìn)行整理、歸類，挖掘潛在的事故發(fā)生因素。 </p><p>　　調(diào)

16、度智能化的關(guān)鍵技術(shù) </p><p>　　調(diào)度智能化的關(guān)鍵技術(shù)包括智能監(jiān)測技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析決策技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)、優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、對(duì)外服務(wù)輔助技術(shù)、云計(jì)算管理技術(shù)等。這些關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)了智能化調(diào)度的可靠性、靈活性，為城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的正常運(yùn)行提供保障，可以滿足資源優(yōu)化配置、運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性的要求。 </p><p><b>　　超壓調(diào)度控制流程 </b></p

17、><p>　　將調(diào)壓器、閥門進(jìn)行智能改造，改造后的調(diào)壓器具有手動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、遙調(diào)功能及安全保護(hù)功能、參數(shù)設(shè)定及顯示功能；改造后的閥門具有手動(dòng)、自動(dòng)及遙控切斷功能，參數(shù)設(shè)定及顯示功能。控制流程如圖1所示。 </p><p>　　圖1超壓調(diào)度控制流程圖 </p><p>　　在日常調(diào)度運(yùn)行中，監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測調(diào)壓器壓力。無壓力波動(dòng)時(shí)持續(xù)監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測出的壓力波動(dòng)符合調(diào)壓器內(nèi)預(yù)

18、設(shè)的壓力曲線趨勢時(shí)，調(diào)壓器內(nèi)設(shè)定的程序自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)節(jié)功能，保證壓力平穩(wěn)；當(dāng)調(diào)壓器處壓力波動(dòng)且不符合預(yù)測曲線時(shí)，調(diào)度中心的情景決策分析軟件對(duì)情況進(jìn)行判斷，屬于非常規(guī)情景發(fā)生時(shí)，調(diào)度中心即輸入相關(guān)指令得到控制參數(shù)，開始進(jìn)行干預(yù)控制，有兩種控制方式：一種是根據(jù)得到的參數(shù)向調(diào)壓器發(fā)出指令遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)，另一種是向場站人員發(fā)出指令進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。對(duì)于閥門的調(diào)節(jié)也是同樣道理，由閥門內(nèi)設(shè)定的限流值判斷是否進(jìn)行調(diào)節(jié)。 </p><p>

19、;　　五、多氣源燃?xì)饩W(wǎng)運(yùn)營調(diào)度優(yōu)化 </p><p>　　多氣源供氣的發(fā)展情況 </p><p>　　我國國內(nèi)常規(guī)天然氣的產(chǎn)量難以滿足未來天然氣增長的需求。因此，就需要通過多種氣源的途徑來彌補(bǔ)天然氣需求的缺口。多氣源供氣可以保障供氣可靠性、穩(wěn)定性，同時(shí)擴(kuò)展氣源采購范圍，降低購氣成本。我國目前開發(fā)的氣源種類除了常規(guī)天然氣外，還包括煤層氣、頁巖氣、煤制天然氣、進(jìn)口LNG 以及進(jìn)口管道氣。 &l

20、t;/p><p>　　多氣源優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型 </p><p>　　多氣源調(diào)度優(yōu)化的目的是當(dāng)有多個(gè)氣源同時(shí)向城市燃?xì)饩W(wǎng)供氣時(shí)，在氣源條件一定的情況下，一般是已知?dú)庠袋c(diǎn)供氣壓力、管網(wǎng)供氣壓力和管網(wǎng)零點(diǎn)的允許最低壓力，根據(jù)城市燃?xì)饩W(wǎng)門站的輸氣壓力，各用戶的用氣要求、用氣量分布，合理配置各氣源點(diǎn)的供氣量，實(shí)現(xiàn)多氣源輸氣的投資和運(yùn)行費(fèi)用最小化。其流程圖可以表示如下： </p><

21、p>　　圖2 多氣源優(yōu)化調(diào)度流程圖 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　智能城市燃?xì)饩W(wǎng)研究是一個(gè)涉及多方面的課題，在我國燃?xì)馐聵I(yè)迅猛發(fā)展的形勢下，傳統(tǒng)的城市燃?xì)膺\(yùn)行管理已經(jīng)漸漸不能滿足需求，發(fā)展智能化的城市燃?xì)饩W(wǎng)是形勢所趨；科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步也保證了城市智能燃?xì)饩W(wǎng)實(shí)現(xiàn)的可行性。智能化的運(yùn)營調(diào)度可以使燃?xì)夤?yīng)更加可靠、穩(wěn)定，為用戶提供

22、更加便捷的服務(wù)，使企業(yè)更好的掌握生產(chǎn)節(jié)奏， 獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]李江,唐川,嚴(yán)宇. 基于改進(jìn)算法的城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)功能分析[J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn),2011,04:288-290+236. </p><p>　　[2]張洋. 關(guān)于燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)相關(guān)問題探討[J]. 黑龍江科