[发明专利]天然气管网运行方案的确定方法及装置

说明书

本发明公开了一种天然气管网运行方案的确定方法及装置，属于油气管道技术领域。该方法包括：获取管网中N个元件组成的拓扑结构，以及N个元件中每个元件的静参数和边界约束条件；按照该拓扑结构将该管网划分为M条管链，并基于N个元件的边界约束条件确定M条管链中相连管链之间的约束条件；基于每条管链包括的至少一个元件的静参数和边界约束条件，通过动态规划法分别确定每条管链的多种管链运行方案；进而基于每条管链的多种管链运行方案，相连管链之间的约束条件，按照线性化处理的方式，通过混合整数线性规划模型确定该管网的最优能耗，以及在该管网的能耗最优时每条管链的最优运行方案，从而确定在该管网的能耗最优时该管网的运行方案。

技术领域

本发明涉及油气管道技术领域，特别涉及一种天然气管网运行方案的确定方法及装置。

背景技术

天然气是一种清洁高效的能源，在工业生产、发电、居民生活用燃料、汽车燃料等方面已经被广泛使用，在使用过程中，主要以管道输送的方式将天然气输送至用户。然而，在管道输送的过程中，由于天然气气源位置的不同，以及天然气的管网中的元件类型较多，比如，压气站、分输压气站、管道和用户等，从而在多个天然气气源和各用户类型之间形成了错纵交织的管网。在该管网对天然气的输送过程中，由于用户类型较多，且输送管线较长，导致整个管网在输送天然气的过程中成为了能耗大户。因此亟需一种能够降低管网能耗的天然气管网运行方案。

发明内容

为了解决相关技术中天然气管网运行能耗较大，从而造成能量浪费的问题，本发明实施例提供了一种天然气管网运行方案的确定方法及装置。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种天然气管网运行方案的确定方法，所述方法包括：

获取管网中N个元件组成的拓扑结构，以及所述N个元件中每个元件的静参数和边界约束条件，所述N为大于1的正整数；

按照所述拓扑结构将所述管网划分为M条管链，并基于所述N个元件的边界约束条件确定所述M条管链中相连管链之间的约束条件，每条管链包括至少一个元件，所述M为大于或等于1的正整数；

基于每条管链包括的至少一个元件的静参数和边界约束条件，通过动态规划法分别确定每条管链的多种管链运行方案，每种管链运行方案包括所述至少一个元件中每个元件的元件运行参数和元件能耗；

基于每条管链的多种管链运行方案，以及相连管链之间的约束条件，按照线性化处理的方式，通过混合整数线性规划模型确定所述管网的最优能耗，以及在所述管网的能耗最优时每条管链的最优运行方案。

可选地，所述基于每条管链包括的至少一个元件的静参数和边界约束条件，通过动态规划法分别确定每条管链的多种管链运行方案，包括：

对目标管链的起点边界约束条件中的压力范围以第一预设步长进行离散化处理，得到多个起点边界压力，所述目标管链为所述M条管链中的任一条管链；

对所述目标管链的终点边界约束条件中的压力范围以所述第一预设步长进行离散化处理，得到多个终点边界压力；

对所述目标管链的起点边界约束条件中的温度范围以第二预设步长进行离散化处理，得到多个起点边界温度；

对所述目标管链的起点边界约束条件中的流量范围以第三预设步长进行离散化处理，得到多个起点边界流量；

将所述多个起点边界压力、所述多个终点边界压力、所述多个起点边界温度和所述多个起点边界流量进行组合，得到多组边界条件，每组边界条件包括一个起点边界压力、一个终点边界压力、一个起点边界温度和一个起点边界流量；

基于所述多组边界条件，以及所述目标管链包括的每个元件的静参数和边界约束条件，沿所述目标管链的流向，确定所述目标管链在所述多组边界条件下分别对应的管链运行方案，所述管链运行方案是指在每组边界条件下所述目标管链中每个元件的元件能耗和最小时的管链运行方案。