[发明专利]一种适用于区域性天然气管网优化运行的设计方法

说明书

本发明公开了一种适用于区域性天然气管网优化运行的设计方法，该方法包括：根据管网中各管道实际运行报表，得到管网中各管道在不同压力台阶、不同输量台阶下的最优输送方案，组成管网优化运行数据库；利用管网优化运行数据库中的能耗数据，以输气量为横轴，能耗为纵轴，绘制该输气量范围内的能耗曲线并得到管道能耗模型；利用管网中各管道能耗模型计算管网的优化运行结果。本发明的有益效果为：通过建立管网优化运行数据库和管网中各管道能耗模型，并根据不同的管网气量分配方案，计算分析得到管网优化运行结果，作为调整管网运行的依据，可显著降低管网运行能耗，减少运行费用，且该方法可应用到不同的管网优化运行设计中，满足不同的输气任务。

技术领域

本发明涉及天然气管道设计技术领域，具体而言，涉及一种适用于区域性天然气管网优化运行的设计方法。

背景技术

随着近年来我国天然气管道建设的高速发展，我国已形成西北、东北、中南地区等多个大型区域性天然气管网，管网中各条管道相互间或联合运行或联络运行。管网中各管道输量的合理匹配直接影响着管网的整体能耗，随着管网输气量的逐年增加，管网的能耗也越来越大，管道运行单位在保证管网完成输送任务的同时，节能降耗是需要关注的另一个重点。

管网中各条管道由于建设时期不同，各管道的管径、设计压力、设计输量、压缩机组驱动方式等也不尽相同，各管道输送过程中产生的能耗也不尽相同。在面对不同输送压力、输送量的任务时，更需要能有一套行之有效的优化运行方案，既可以满足输送任务，又可以节约运行能耗。

目前，国内外天然气管网稳态运行优化技术取得了一定的进步和发展，研发出了针对具体管道的稳态运行优化程序，但由于需要研究的天然气管网的支路和环路上均具有压缩机，管网内线路的连接点的压力、输量分配具有多样性，导致计算量较大，简化处理的模型通常优化效果较差，且由于现场因素复杂多变，实际应用相对比较少。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种通用的、高效的、行之有效的天然气管网优化运行方法，降低管网运行能耗。

本发明提供了一种适用于区域性天然气管网优化运行的设计方法，该方法包括以下步骤：

步骤101：建立管网优化运行数据库：

根据管网中各管道实际运行报表，并与管道运行单位结合，确定管网中各管道可能存在的运行压力，构造各压力台阶下的输量台阶，并以管道运行能耗费用为最优化目标，得到管网中各管道在不同压力台阶、不同输量台阶下的最优输送方案，组成管网优化运行数据库；

步骤102：建立管网中各管道能耗模型：

根据步骤101的管网优化运行数据库中的能耗数据，以输气量为横轴，能耗(耗电量、耗气量)为纵轴，绘制该输气量范围内的能耗曲线，并采用最小二乘法曲线拟合方法得到一定压力下管道输量与能耗曲线，即为管道能耗模型；

步骤103：计算管网的优化运行结果，具体包括：

步骤1：确定管网各气源量，

步骤2：确定管网内各管道的运行压力和环境参数，

步骤3：确定管网内各管道的能耗单价，

步骤4：确定管网气量分配方案，并根据能耗单价和步骤102的管道能耗模型计算单条管道不同输气量下的能耗费用，从而得到管网的能耗总费用；

步骤5：选择管网耗能费用最小值的分配方案作为管网的优化运行结果，并将结果显示。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，通过使用VB(Visual Basic)中的循环函数得到不同的管网气量分配方案。

作为本发明进一步的改进，步骤103中，通过图形化界面显示管网的优化运行结果。