[发明专利]一种油气管道调控业务支持系统及其实现方法

摘要

一种油气管道调控业务支持系统及其实现方法。对原油、成品油、天然气管道的工艺分析、逻辑控制、运行分析和存销分析四类管道调控全业务的数据分析计算和调控交互操作；以后台服务形式注册到SCADA系统服务总线上，对SCADA系统服务进行调用；利用SCADA系统实现模型配置、实时数据采集、结果数据存储、和人机交互等其它相关功能，自身仅需实现业务数据的分析计算；以多层次关联的管道调控模型作为分析计算的对象；通过管道调控模型对象与SCADA系统进行的数据交互；通过SCADA系统中的通用数据展示控件组态交互画面，实现业务分析数据的人机交互。

主权项

1.一种油气管道调控业务支持系统的构建方法，其特征在于，应用于基于SCADA系统服务架构和服务总线、一致性功能设计、模型交换数据的油气管道调控业务支持系统，包括如下步骤：步骤1)、对原油、成品油、天然气管道的工艺分析、逻辑控制、运行分析和存销分析四类管道调控全业务的数据分析计算和调控交互操作；步骤2)、以后台服务形式注册到SCADA系统服务总线上，对SCDA系统服务进行调用；步骤3)、利用SCADA系统实现模型配置、实时数据采集、结果数据存储、和人机交互功能，自身仅需实现业务数据的分析计算；步骤4)、以多层次关联的管道调控模型作为分析计算的对象；步骤5)、通过管道调控模型对象与SCADA系统进行的数据交互；步骤6)、通过SCADA系统中的通用数据展示控件组态交互画面，实现业务分析数据的人机交互；其中，步骤1)中包括如下步骤：针对油气管道集中调控的实际工作需要，在油气管道SCADA系统的数据采集、实时处理、数据存储和人机交互基础功能上，根据调控人员调控管道的业务需求，将油气管道调控业务分为工艺分析、逻辑控制、运行分析和存销分析四类功能：工艺分析类的业务功能是为保证油气管道生产运行所提供的工艺数据分析和计算，能够将管道现场运行数据转化为调控业务相关数据，具体包括成品油顺序输送分析、水力坡降分析、管道输差分析、管道压差流量分析和管道高点压力分析功能；逻辑控制类的业务功能能够实现管道正常运行的逻辑顺序和意外情况下的逻辑保护，包括全线启输、ESD及水击保护；运行分析类的业务功能能够实现对管道深层次的运行状态分析和判定，具体包括压缩机性能分析、管段输送效率计算、运行状态评价与优化；存销分析类的业务功能能够结合管道销售计划，提供目前工艺状态与计划之间的差异性分析，具体包括管存计算、管网实时平衡分析、罐区数据管理和日指定完成管理；油气管道调控业务支持系统能够分别针对液体管道、气体管道的各项业务进行数据分析、计算和人机交互；调控业务支持系统在SCADA系统实时数据的基础上，对基础数据通过管道模型进行数据融合，结合数字化系统的数据和信息，根据各个具体的业务分析的功能要求，通过科学合理的计算公式对各项数据进行计算，并在SCADA系统人机界面系统上以图形、表格、曲线图直观画面的形式展现给调度人员；其中，液体管道包括：原油管道和成品油管道；其中，液体管道包括：原油管道和成品油管道；步骤2)中包括如下步骤：油气管道调控业务支持系统的构建依赖于SCADA系统软件的架构，采用面向服务的架构，服务总线，实现了系统架构上的开放性和拓展性；SCADA系统基于服务总线的架构，SCADA系统典型的数据采集、数据处理、数据存储功能都采用模块化设计，作为一个服务注册到服务总线上；为保证系统的开放性，权限、事件、日志、系统管理辅助功能也统封装为服务组册到服务总线上，供系统内模块统一调用；模型服务通过系列模型定义和工程实例化对象，实现了对系统内数据面向业务的封装；步骤3)中包括如下步骤：充分利用了SCADA系统的功能，实现了调控业务支持系统进行数据分析计算、SCADA系统进行相关调控业务数据的配置、计算结果的存储和人机交互两者的有机结合；调控业务支持系统功能具体利用的SCADA系统功能包括：1)调控业务支持系统通过HMI模块内拓展图素，实现模型配置及计算结果的展示；2)调控业务支持系统通过服务接口调用访问实时数据服务，实现实时数据的获取和写入；3)调控业务支持系统通过服务接口调用访问模型服务，获取模型对象及其属胜数据；4)调控业务支持系统通过服务接口调用访问报警管理服务，实现分析计算生成报警的管理、写入、存储；5)调控业务支持系统通过服务接口调用访问事件管理服务，实现分析计算生成事件的管埋、存储、访问；6)调控业务支持系统通过服务接口调用访问日志管理服务，实现分析计算生成日志的管理、存储和访问；7)调控业务支持系统计算结果的永久性存储则通过SCADA系统的历史数据存储服务，实现分析计算结果的历史存储和访问；步骤4)中包括如下步骤：油气调控业务分析需要完整的管道物理连接信息、工艺过程信息和管道运行状态信息，这些数据层次复杂，需要一种统一、完整、可配置和规范的数据表征方式；管道调控模型是在整个管网层次上对油气管道调控业务所需的现场数据、静态数据以及计算结果数据的层次化、对象化、完整化的封装，能够支持如下要求：(1)、以网状管段拓扑结构为基础，支持多起点、多终点的天然气网络化管道，支持目前存在的成品油注入支线、分输支线模式；(2)、在管道的物理连接、输送工艺、调度业务图3个层次上实现了对油气管道的完整描述；(3)、模型对象属性包含油气管道完整的静态数据，也包含油气管道全部业务分析计算所需要的表征管道运行状态的现场实时数据；(4)、各个油气管道调控业务分析计算的结果，也作为模型对象或者模型对象属性，存储于管道调控模型中；(5)、管道调控模型层次化结构，能够保证任意网络化管道的数字化输入以及存储、访问、查询操作的效率；在管网连接层次模型的基础上，进一步将管网输送工艺、调控业务所涉及的数据抽象为模型元素及其属性，形成统一的油气管道调控表征模型；管道调控模型实现了调控全业务相关数据的统一表征，成为调控支持系统各个相互关联的分析计算的数据基础；管道调控模型包括模型元素如下：管网模型、管段模型、进出口模型、拓扑点模型、用户模型、罐区模型、罐模型、气化器模型、罐进出口模型：在软件应用过程中根据需要定义和配置管道实例，并能够通过预设管段模型的实例句柄快速遍历模型下各个设备、传感器及工艺过程值，快速返回计算结果，完成数据展示；步骤5)中包括如下步骤：在SCADA系统的人机界面开发环境为模型服务配置调控模型并实例化模型对象，调控业务支持系统通过SCADA系统模型服务进行调控业务分析过程的数据交互；管道调控模型实现了调控业务支持系统和SCADA系统两者之间在数据内容上的统一表达和理解，是两个系统在数据配置、数据存储、数据访问、以及数据人机交互间协同工作的数据基础；步骤6)中包括如下步骤：通过对调控业务分析计算结果的人机交互方式进行分析，确定了采用二维曲线、柱状图、数据记录表图3种数据展示形式；基于SCADA系统HMI环境的插件机制，设计二维曲线、柱状图、数据记录表图3种插件图素并在HMI中根据具体工程要求实例化图素，并绑定相应工程的模型对象，实现调控业务支持系统计算结果在SCADA系统中的人机交互。