CN103617503A - 一种lng接收站动态站间转运预测调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，包括在任一接收站内设置一LNG动态站间转运仿真系统平台，分别设置在两接收站内的DCS和GMS终端，仿真系统平台内设置有初始参数数据库，内置有综合了蒙特卡洛算法和运筹学排队论的离散仿真推演程序的仿真模块，指标和报表显示模块和分析数据库，仿真模块除了执行长期ADP的仿真推演外，还要执行长期ADP与动态站间转运请求交互模式的仿真推演，并将仿真推演结果通过网络上传给两接收站的GMS终端据此生成LNG动态转运的调度计划。本发明将动态站间转运调度计划与原有的长期ADP一起，共同构成可靠、完整的ADP信息，它可以广泛用于各种LNG接收站的动态站间转运预测调度过程中。

Description

一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法

技术领域

本发明涉及一种LNG（液化天然气）转运预测调度方法，特别是关于一种相邻两座LNG接收站动态站间转运预测调度方法。

背景技术

在LNG产业链中，LNG接收站的基本功能是接卸从LNG长期供货点（即液化厂）经远洋海运来的LNG运输船，把LNG物料卸船后存储在LNG储罐中，根据下游用气需求，将LNG气化后外输至工业、民用和燃气电厂三类气态用户，同时还将一小部分LNG通过LNG槽车直接液态外运。出于下游用气调峰、季节波动和计划外突增用气等原因，以及相邻两接收站联合优化保供用气市场的潜在要求，接收站除了逐批次地执行长期供货点的ADP（年度交付计划）外，还会有通过LNG转运船进行LNG动态站间转运的需求。其核心内容是同时处理离散化的大宗LNG物料来料，不断变化的连续LNG物料和小批量的离散LNG物料外运，保持LNG物料库存在正常范围内，并且要求在当前和未来至少三个月以上的时间内保持时空匹配。

目前，实现上述内容的技术手段通常是通过单个接收站的DCS（分散控制系统）监测站内每一座储罐的罐容水平、分析长期供货点对接收站的ADP（简称长期ADP）和下游用气预期需求的匹配关系，对未来三个月以上时间的LNG存货水平进行人工分析，推断出接收站的站间转运数量和时间窗口，GMS（气体管理系统）据此制定接收站的站间转运调度计划。这种方法以主观经验为主导，关键数据分析和处理较为初级，缺乏合理的计划性，干扰接收站正常运行的风险很高。在下游用气波动性大、作为长期供货点发货到港时间存在以天为单位的延误、转运船运力紧张且预定时间较短、接收站港口存在恶劣天气的高可能性等诸多变量元素的影响下，这种分析结果粗糙而笼统，往往难以匹配合理的接收站站间转运时间窗口，从而引发储罐发生“空罐”（预留储罐空余罐容较大），或“逼罐”（存量较高，难以进行灌装）、接收站港口运输船和转运船排队等现象，进而贻误决策时机造成严重的经济损失，如罚款、动态站间转运溢价较高、减缩下游供气量，甚至无法为正常供气提供有效保障。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够预测生成更加准确的接收站动态站间转运时间窗口，为合理预测调度相邻两座接收站及转运船的动态转运计划，为联合保障供气提供科学依据的LNG接收站动态站间转运预测调度方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其包括以下步骤：1）建立一LNG接收站动态站间转运预测调度系统，其包括分别设置在两接收站内的DCS、设置在任意一接收站内的LNG动态站间转运仿真系统平台和分别设置在两接收站内的GMS终端；所述仿真系统平台通过网络连接两接收站的DCS和GMS终端；所述仿真系统平台包括初始参数数据库、内置有综合了蒙特卡洛算法和运筹学排队论的离散仿真推演程序的仿真模块、指标和报表显示模块和分析数据库；2）仿真系统平台的初始参数数据库中预先输入有原始信息，其包括两接收站与长期供货点之间的供货信息，两接收站下游的槽车液态外运和天然气外输用户的年、月、日、小时需求预测信息，通过网络连接两DCS采集的两接收站内每一储罐的初始液位和总罐容信息，以及储罐动态监控指标；3）仿真系统平台对初始参数数据库中的信息进行更新，其包括通过两DCS实时收集到的两接收站中每一储罐的实时液位信息和总罐容信息，港口和航道的恶劣天气信息的最新天气预报，根据近一年期的历史数据报表，当前签订的购气合同，下游用户最新提出的用气需求和小时流量的波动幅度，预测的槽车液态外运和天然气外输用户的年、月、日、小时需求信息；4）仿真系统平台启动仿真模块进行仿真推演，其包括以下步骤：①仿真模块读入初始参数数据库更新后的数据信息，扫描指定时间内两接收站的长期ADP，如果那一个接收站没有长期ADP，则终止仿真推演程序，否则进入下一步；②仿真模块根据储罐动态监控指标，分析除了长期ADP外，是否还启动了动态站间转运请求：如果未启动动态站间转运请求，进入步骤③；否则，进入步骤④；③执行各接收站的长期ADP模式，即仿真模块按照预设的长期ADP进行仿真推演，输出执行长期ADP的仿真推演结果；④执行长期ADP与动态站间转运请求交互模式，即仿真模块在模拟长期ADP的同时，模拟其中一接收站根据下游用户的实时用气需求提出的动态转运请求，模拟由另一作为发货接收站和相应的转运船予以响应，并根据发货接收站的条件和运输航道，预排调度动态站间转运及转运船去发货接收站取货的过程；5）仿真推演结束后，在指标和报表显示模块上显示输出执行长期ADP与动态站间转运请求交互模式的仿真推演结果；6）仿真系统平台将仿真推演结果及其对应的初始参数数据库信息，存入分析数据库，并将指定时间内动态站间转运需求的数量和时间窗口，通过网络上传至两GMS终端，由两GMS终端据此生成本接收站的LNG动态站间转运的调度计划。

在步骤5）与步骤6）之间增加一验证仿真推演结果的步骤，具体操作方法是：将步骤5）仿真推演结果中的动态站间转运时间窗口分布转化成站间转运ADP，按照时间分布插入原有的长期ADP，并据此更新初始参数数据库的信息，然后进行以验证为目的仿真推演；如果仿真推演结果中不再产生动态站间转运指标，则说明步骤5）的仿真推演结果正确，进入步骤6），否则返回步骤2），调整初始参数数据库信息进行新一轮的仿真推演。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置了一动态站间转运预测调度系统，在该系统中设置了一动态站间转运预测调度仿真系统平台，并在仿真系统平台内设置了初始参数数据库、仿真模块、指标和报表显示模块和分析数据库，同时利用原有两接收站内设置的DCS采集相应接收站内的各种信息，因此可以根据下游用气调峰和季节波动等原因产生的动态站间转运需求，通过仿真模块并行和根据条件依时序地模拟接收站执行长期ADP与动态站间转运交互的复杂过程，生成指定时间内动态站间转运需求的数量和时间窗口，并通过网络上传至GMS终端，使GMS终端能够据此拟定出准确的动态站间转运调度计划。2、本发明由于在仿真模块中内置了综合了蒙特卡洛算法和运筹学排队论的离散仿真推演过程，因此能够对动态站间转运请求的波动性、不确定性分布、长期供货点发货到港时间存在以天为单位的延误、可用的LNG转运资源价格波动、接收站港口存在恶劣天气的高可能性、运输船、转运船和LNG外输设备的可靠性等不确定因素进行细致的数学处理，进而提供出均一化的确定性结果，不但使仿真推演结果及据此进行的调度计划更加准确可信，而且可以将各种运算过程中的数据存储在分析数据库中，以备进行历史回顾和查询。3、本发明设置的动态站间转运预测调度系统，除了能够预测和生成动态站间转运的数量和时间窗口分布外，还可以根据给定时间长度内的推演结果，细致、完备地提供运输船和转运船、长期供货点、动态站间转运供货接收站、储罐高-低液位与逼罐-空罐报警的时空属性统计及费用统计报表，为进一步改善和拓展系统外围功能提供更高的可能性。4、本发明由于在设置的动态站间转运预测调度系统中，充分利用接收站内原有的DCS采集各种数据，并通过网络向GMS终端发送动态站间转运需求的数量和时间窗口，有效地提高了整个系统的自动化程度，使本发明可以根据实际需要，更新指定时间内的动态站间转运请求以及相应的排期调度计划，使接收站的管理更加科学化、现代化。5、本发明不仅可以处理两座接收站的动态站间转运预测调度，而且可以将基于两个接收站的动态站间转运预测调度系统，连接多个没有交叉或干涉关系的接收站，分别处理多个并行的接收站的动态站间转运预测调度，从而解决现有技术中预测动态站间转运结果准确度低、实用操作性差和采办周期预留不准确等问题。本发明这种经过仿真推演预测的动态站间转运调度计划与原有的长期ADP一起，共同构成了准确可靠且完整的ADP信息，能够更好地满足下游用气需求，这是现有技术做不到的。本发明可以广泛用于各种相邻两接收站的动态站间转运预测调度过程中。

附图说明

图1是本发明接收站动态站间转运预测调度系统示意图

图2是本发明储罐罐容监控指标示意图

图3是本发明接收站动态站间转运预测调度流程示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括以下步骤：

1）建立一LNG接收站动态站间转运预测调度系统

动态站间转运预测调度系统包括：分别设置在相邻两接收站内的DCS1、设置在任意一接收站内的LNG动态站间转运仿真系统平台2和分别设置在相邻两接收站内的GMS终端3；其中，DCS1和GMS终端3在两接收站内均为已有设置；仿真系统平台2通过网络连接相邻两接收站的DCS1和GMS终端3；仿真系统平台2内设置有初始参数数据库21、仿真模块22、指标和报表显示模块23和分析数据库24。

仿真模块22内置有综合了蒙特卡洛算法和运筹学排队论的离散仿真推演过程。其中蒙特卡洛算法是以概率和统计理论方法为基础，把求解的问题同恰当的概率模型相联系，用计算机产生大量的随机数或伪随机数进行统计模拟或抽样，以获得近似解；蒙特卡洛求解算法是计算程序中生成随机数的方法，是公开且广泛应用的技术。运筹学排队论是通过对服务对象到来及服务时间的统计研究，得出包括等待时间、排队长度、忙期长短等数量指标的统计规律；运筹学排队论是排队规则和随机分布函数的设置，这种函数本身是公开且广泛应用的技术。离散仿真方法是综合了运筹学排队论和蒙特卡洛求解算法的具体计算机程序，通过该计算机程序，对各个元素进行细致、完整地描述，对各个元素的操作规则采用同步并行和依照条件按时间顺序两种模式，完全按照客观的实际操作处理离散流和连续流的元素活动，离散仿真方法，即按照连续、均匀间隔的时间序列，根据实际的工作流程和活动顺序，在规定时间内顺序地改变上述元素和实体的工作状态，也是属于公开且广泛应用的技术。本发明根据需要解决问题的具体情况、不同的描述对象和相互之间的对应关系，将上述各种方法引入本发明，并将其具体地应用在各种模型的仿真推演过程中。

2）初始参数数据库21中的原始信息

①初始参数数据库21内预先存储有两接收站的长期ADP，两接收站与相应长期供货点之间的往返双向航程航道，执行长期ADP的运输船和执行动态站间转运的转运船，两长期供货点内部的各类设施及附属港口、码头，两接收站内部各类设施及附属港口、码头，执行长期ADP的运输船和执行动态站间转运的转运船进出两接收站港口的操作和准备时间，长期供货点与相应接收站港口和航道的恶劣天气、潮汐条件和日间操作时间限制等信息。

初始参数数据库21中的运输船和转运船是两种功能不同的船只，运输船用于执行长期ADP运输，转运船用于各个接收站的网络型站间小批量的转运，实践中也进行这种区分。在长期供货点与接收站的对应关系中，运输船的选择可以相同也可以不同，同一艘运输船可以执行不同长期供货点与接收站之间的交付计划，但是运输船必须沿着长期供货点与相应接收站对应关系中给定的航道进行往返，这同实际情况一样。

②初始参数数据库21中输入有两接收站涵盖工业用户、城镇用户和燃气电厂三类气态用户、以及槽车液态用户在内的下游用户信息，下游用户提出的用气需求报表和波动幅度数据，槽车液态外运和天然气外输用户的年、月、日、小时需求预测等信息。

③两接收站的CS1通过网络采集各自接收站内每一座储罐的初始液位和总罐容信息，并将采集的数据输入初始参数数据库21；在初始参数数据库21中还预存有储罐动态监控指标，储罐动态监控指标包括（如图2所示）：

a、逼罐比率参数，其取值范围一般为储罐容量的85%～95%。

逼罐比例参数用于表明储罐内LNG充装量占储罐有效容积的高限百分比，当运输船到达接收站的外港时，如果储罐达到逼罐比率的总空间减去现有LNG罐容的剩余空间，小于运输船的有效船容，则不允许运输船进内港锚地和码头泊位，亦即产生“逼罐”问题。

b、高警戒液位参数，其取值范围一般为储罐容量的85%～90%。

高警戒液位参数类似于逼罐比率参数，但不是功能性参数，可以取与逼罐比率相同数值，仅用于储罐操作运行过程中的高液位报警。

c、低警戒液位参数，其取值范围一般为储罐容量的8%～15%。

低警戒液位参数用于储罐操作运行过程中的低液位报警。

d、警戒罐容满足下游需求临界值参数，其取值范围一般为48小时～72小时。

警戒罐容满足下游需求临界值参数=（储罐的当前剩余罐容－低警戒液位参数对应罐容)/当前日平均小时用气量，该参数以小时为单位进行不间断的数据比对。警戒罐容满足下游需求临界值参数与低警戒液位参数配合，对下游用气需求优先级保供问题进行处理。当储罐剩余库存达到低警戒液位参数，又不足以维持警戒罐容满足下游需求临界值的时长时，如果接收站码头、内港泊位没有运输船或转运船卸货，则接收站需按照下游用户用气优先级逐级关停外输泵，停止外输供气（以下简称“保供”），关停顺序为：先槽车，其次燃气电厂用户，最后工业用户，仅保供城镇用户用气。

e、请求转运液位参数，其取值范围一般为60小时～100小时。

请求转运液位参数=（储罐当前剩余罐容－低警戒液位参数对应罐容）/当前日平均小时用气量，该参数以小时为单位进行不间断的数据比对。请求转运液位参数用于实现动态站间转运请求功能。当储罐当前剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值，按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求转运液位参数时，系统发出一次动态站间转运请求。

3）初始参数数据库21中的信息更新

本发明可以根据需要通过仿真系统平台2启动仿真模块22进行自动仿真推演，所谓需要可以是一年，或更长、或更短时间；进行仿真推演之前，需要先进行初始参数数据库21的信息更新，更新内容包括：

①仿真系统平台2通过两接收站DCS1实时监测得到相应接收站内的每一座储罐的液位信息、总罐容信息和长期ADP执行信息，并对初始参数数据库21进行更新，其中，长期ADP的起始时间可以设定为最近一次运输船完成交付LNG的时间；

②港口和航道的恶劣天气信息根据最新天气预报资料手动更新；

③槽车液态外运和天然气外输用户的年、月、日、小时需求预测信息可以根据近一年期的历史数据报表、当前签订的购气合同、下游用户最新提出的用气需求和以小时为单位的流量波动幅度等数据手动更新。

4）仿真系统平台2启动仿真模块22进行仿真推演

仿真模块22的仿真推演程序包括以下步骤（如图3所示）：

①仿真模块22读入初始参数数据库21更新后的数据信息，给每一个元素赋值，扫描指定时间（通常是指未来三个月、一年或更长时间）内每一接收站的长期ADP，如果该接收站的长期ADP为空，则终止该接收站的仿真推演程序；如果有长期ADP，则进入下一步；

②仿真模块22根据储罐动态监控指标，分析除了长期ADP外，是否还启动了动态站间转运请求：

如果未启动动态站间转运请求，则进入步骤③；

如果已启动动态站间转运请求，则进入步骤④；

③执行长期ADP模式的仿真推演，具体的仿真推演过程包括：

a、在长期供货点内部，LNG物料按照从气田、天然气处理装置、天然气液化装置、储罐、装船设施至运输船满船的顺序流动；与此同步，选定的运输船空船按照进入外港、内港泊位、连接装船设施的操作顺序活动。其中，天然气处理装置和天然气液化装置会考虑一定比例的损耗，在进入外港和内港泊位的作业中，会受到恶劣天气和潮汐条件等不确定性元素的影响，LNG装船速率会有一定的波动性。

b、在接收站内部，LNG物料按照从卸船设施、储罐、BOG（蒸发气）处理设施至LNG外输泵，再从LNG外输泵、LNG气化器、通过外输管道至工业用户、城镇用户和燃气电厂三类气态用户，以及从LNG外输泵至槽车液态外运的顺序流动。在流动过程中，根据储罐动态监控指标作相应处理，即在卸船设施与储罐之间判断是否“逼罐”，在储罐与LNG外输泵之间判断是否“保供”和是否“空罐”，处理结果包括：

如果运输船卸料时，储罐剩余罐容不足以存储整船的LNG物料，产生“逼罐”现象，则仿真结果中可以输出一“接收站逼罐明细”报表，记录接收站的ID编号、发生时刻、结束时刻、运输船的ID编号、船型等明细数据，同时还可以记录逼罐船数、平均逼罐时长和总逼罐时长，运输船须等待直至“逼罐”现象消除方能开始卸料；

如果储罐已经“空罐”（到达低警戒液位参数），则仿真推演结果中输出一“站点低液位预警”报表，记录发生低警戒液位报警接收站的ID编号、报警开始时刻、结束时刻等明细数据；

如果储罐已经到达“警戒罐容满足下游需求临界值参数”，需要启动不同等级的“保供”，则仿真推演结果中输出一“站点空罐时段记录”和“站点保民用关停报表”，记录报警时间及空罐时间等详细的运行数据。LNG外输泵须按照“分级关停控制速率”的原则，控制LNG外输泵逐次关停与槽车、燃气电厂用户、工业用户、直至城镇用户之间连接的外输管道。

与此同步，运输船满船按照进入外港、内港泊位、连接卸船设施的操作顺序活动。其中，在进入内港泊位后可以根据码头数量和功能判断是否同时作业：如仅一个码头则单艘运输船卸料；如两个码头则两艘运输船同时卸料。在进入外港和内港泊位的作业中，会受到恶劣天气和潮汐条件等不确定性元素，以及日间操作时间限制的影响。

日间操作时间限制是指运输船满船只能在日间规定时间内从外港进入内港泊位。在进港和靠泊作业的时间顺序中，产生恶劣天气的不确定性影响和日间限制的规则限制，仅在日间限制时间范围内，允许运输船进港靠泊。其中，接收站的槽车装车速率、运输船装卸船速率存在一定的波动性；接收站的外输泵、气化器外输设备可靠性存在不确定性。

c、接收站的下游用户的用气需求，以设定的时间间隔（比如30分钟）不断地发给接收站，由接收站的LNG气化器和LNG外输泵给予匹配的供应；其间如果接收站供应能力达不到，则按照供应设备的瓶颈能力或限定的LNG供给数量供应，即按照储罐动态监控指标中警戒罐容满足下游需求临界值中的描述执行。其中，下游用户用气的小时用气速率会存在一定的波动性。

d、执行长期ADP的运输船，在长期供货点至接收站的双向航道上来回往返。在抵达长期供货点和离开接收站时，运输船的状态为“空船”；在离开长期供货点和抵达接收站时，运输船的状态为“满船”。

e、输出执行长期ADP模式的仿真推演结果，以用于后期长期ADP的分析。按照本发明方法得到的仿真推演结果会与预设的长期ADP计划存在偏差，属于正常情况，仿真推演结果用于纠正预设长期ADP计划的不合理之处，但仿真推演结果中不会出现动态站间转运指标，仿真程序结束。

④执行长期ADP与动态站间转运请求交互模式的仿真推演：

仿真模块22在模拟长期ADP的同时，还要模拟其中一接收站A根据下游用户的实时用气需求，基于储罐罐容发出的动态站间转运请求，模拟由另一接收站作为发货接收站B和相应的转运船予以响应，并根据发货接收站B的条件和运输航道，预排调度动态站间转运及转运船去发货接收站B取货的过程；具体的仿真推演程序包括：

首先执行上述步骤③长期ADP模式的仿真推演步骤a～d；然后执行下述步骤：

e、在发货站接收站B内，LNG物料从发货接收站B的储罐、装船设施至转运船满船的顺序流动；与此同步，转运船空船按照进入发货接收站B的外港、内港泊位、连接装船设施的操作顺序活动；

f、执行动态站间转运任务的转运船与执行长期ADP的运输船的参数设置不相同，（两种船的物理特性指标不同，功能不同，每艘转运船都有独立的ID编号，用于最终结果的统计），转运船在发货接收站B与接收站A之间的航道上来回往返；在到达动态站间转运请求接收站A和离开发货接收站B时，转运船的状态为满船；在离开动态站间转运请求接收站A和到达发货接收站B时，转运船的状态为空船。

g、在系统仿真推演的过程中，根据长期ADP的执行情况和下游用户用气的实际需求，仿真模块22按照实时采集的储罐液位信息与储罐动态监控指标的对比结果，发出动态站间转运请求。动态站间转运请求的实现和满足，需要一定的过程和时间，由于系统在发出一次动态站间转运请求直至其满足的过程中，还会不断产生其它的动态站间转运请求，因此可以设定仿真模块22只有在一次动态站间转运请求得到满足后，才会根据最新情况启动新一轮的仿真推演，期间对于其它的动态站间转运请求不做任何响应。

在每一次启动仿真模块22进行自动仿真推演时，为了提高仿真推演的准确性，可以设定重复推演多次，比如50次，或更多、或更少次数，多次计算后给出均一化的平均结果。

在上述步骤③、步骤④的仿真推演过程中，本发明优选均匀随机分布函数模拟槽车装车速率、运输船和转运船装卸船速率，矩形随机分布函数模拟港口恶劣天气影响，正态随机分布函数模拟LNG外输泵和LNG气化器外输设备的可靠性，负指数随机分布函数模拟运输船和转运船到港时间延误和槽车灌装到达时间，负指数随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车的到达时间间隔，泊松随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车在指定时间内的到达数量，均匀随机分布函数模拟下游用户用气的小时用气速率波动性；同时还采用等待制的排队规则，先到先服务。上述各种函数的使用方法均是公开的，本发明仅是将其引入本发明各种仿真模式的推演过程中。另外在上述各步骤中也可以采用上述指定函数方法之外的其它方法进行模拟推演，在此不再赘述。

5）指标和报表显示模块23显示输出仿真推演结果

仿真推演结束后，在指标和报表显示模块23上显示输出执行长期ADP与动态站间转运请求交互模式的仿真推演结果；仿真推演结果包括：运输船和转运船信息、两长期供货点与相应接收站之间的对应关系、发出动态站间转运请求接收站A与发货接收站B之间的对应关系、储罐高-低液位与逼罐-空罐报警的时空属性统计和费用统计报表，以及指定时间（未来三个月至一年，或更长时间，取决于给定的仿真时间长度）内的动态站间转运批次、时间窗口分布等动态站间转运指标。

6）GMS终端3生成LNG动态站间转运的调度计划

仿真系统平台2将仿真推演结果及其对应的初始参数数据库21信息，存入分析数据库24，并将指定时间内动态站间转运需求的数量和时间窗口，通过网络上传至两接收站A、B的GMS终端3，GMS终端3据此生成本接收站的动态站间转运的调度计划。这种经过仿真推演预测的动态站间转运调度计划与原有的长期ADP一起，共同构成可靠、完整的ADP信息，从而能够很好地满足下游用气需求。

上述实施例中，在步骤5）与步骤6）之间可以增加一验证仿真推演结果的步骤，如果选择此步骤，则采用以下方法：

将步骤5）仿真推演结果中的动态站间转运时间窗口，分布转化成站间转运ADP，按照时间分布插入原有的长期ADP，并据此更新初始参数数据库21的信息，然后进行以验证为目的的仿真推演；

如果仿真推演结果中不再产生动态站间转运指标，则说明步骤5）的仿真推演结果正确，进入步骤6）；

否则返回步骤2），调整初始参数数据库21的信息（主要是检查一下是否有输入性错误或进行一些有关功能性的修改，比如动态站间转运用转运船的船容等）后，启动仿真模块22进行新一轮的仿真推演。

上述分析数据库24中包含对每次仿真推演结果特别是经过确认后的初始参数列表和对应的长期供货点、动态站间转运请求的接收站A、发货接收站B、运输船和转运船的联运联供指标等，用于人工回顾和历史数据统计分析，形成人工分析经验。

上述实施例，仅仅是举例描述两个接收站联合“保供”的情况，在实际操作中，可以是多个接收站共同使用一个仿真系统平台2，即将仿真系统平台2设置在其中一个接收站内，通过网络分别连接多个接收站的DCS1和GMS终端3，对任意两相邻接收站A、B进行动态站间转运的仿真模拟。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中一些参数和步骤的设置是可以有所变化的，特别是某些数据的设置范围、采用的方法等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其包括以下步骤：

1）建立一LNG接收站动态站间转运预测调度系统，其包括分别设置在两接收站内的DCS、设置在任意一接收站内的LNG动态站间转运仿真系统平台和分别设置在两接收站内的GMS终端；所述仿真系统平台通过网络连接两接收站的DCS和GMS终端；所述仿真系统平台包括初始参数数据库、内置有综合了蒙特卡洛算法和运筹学排队论的离散仿真推演程序的仿真模块、指标和报表显示模块和分析数据库；

2）仿真系统平台的初始参数数据库中预先输入有原始信息，其包括两长期供货点对相应接收站的供货信息，两接收站下游的槽车液态外运和天然气外输用户的年、月、日、小时需求预测信息，通过两DCS采集的两接收站内每一储罐的初始液位和总罐容信息，以及储罐动态监控指标；

3）仿真系统平台对初始参数数据库中的信息进行更新，其包括通过两DCS实时收集到的两接收站中每一储罐的实时液位信息和总罐容信息，港口和航道的恶劣天气信息的最新天气预报，根据近一年期的历史数据报表，当前签订的购气合同，下游用户最新提出的用气需求和小时流量的波动幅度，预测的槽车液态外运和天然气外输用户的年、月、日、小时需求信息；

4）仿真系统平台启动仿真模块进行仿真推演，其包括以下步骤：

①仿真模块读入初始参数数据库更新后的数据信息，扫描指定时间内两接收站的长期ADP，如果哪一个接收站没有长期ADP，则终止仿真推演程序，否则进入下一步；

②仿真模块根据储罐动态监控指标，分析除了长期ADP外，是否还启动了动态站间转运请求：如果未启动动态站间转运请求，进入步骤③；否则，进入步骤④；

③执行长期ADP模式，即仿真模块按照预设的长期ADP进行仿真推演，输出执行长期ADP的仿真推演结果；

④执行长期ADP与动态站间转运请求交互模式，即仿真模块在模拟长期ADP的同时，模拟其中一接收站根据下游用户的实时用气需求提出的动态转运请求，模拟由另一作为发货接收站和相应的转运船予以响应，并根据发货接收站的条件和运输航道，预排调度动态站间转运及转运船去发货接收站取货的过程；

5）仿真推演结束后，在指标和报表显示模块上显示输出执行长期ADP与动态站间转运请求交互模式的仿真推演结果；

6）仿真系统平台将仿真推演结果及其对应的初始参数数据库信息，存入分析数据库，并将指定时间内动态站间转运需求的数量和时间窗口，通过网络上传至两GMS终端，由两GMS终端据此生成本接收站的LNG动态站间转运的调度计划。

2.如权利要求1所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：在步骤5）与步骤6）之间增加一验证仿真推演结果的步骤，具体操作方法是：

将步骤5）仿真推演结果中的动态站间转运时间窗口分布转化成站间转运ADP，按照时间分布插入原有的长期ADP，并据此更新初始参数数据库的信息，然后进行以验证为目的仿真推演；如果仿真推演结果中不再产生动态站间转运指标，则说明步骤5）的仿真推演结果正确，进入步骤6），否则返回步骤2），调整初始参数数据库信息进行新一轮的仿真推演。

3.如权利要求1所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：所述步骤2）中的储罐动态监控指标包括：

a、逼罐比率参数，其取值范围为储罐容量的85%～95%；

b、高警戒液位参数，其取值范围为储罐容量的85%～90%；

c、低警戒液位参数，其取值范围为储罐容量的8%～15%；

d、警戒罐容满足下游需求临界值参数，其时间取值范围为48小时～72小时；警戒罐容满足下游需求临界值参数与低警戒液位参数配合，对下游用气需求优先级保供问题进行处理；

e、请求转运液位参数，其时间取值范围为60小时～100小时，当储罐当前剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值，按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求转运液位参数时，系统发出一次动态站间转运请求。

4.如权利要求2所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：所述步骤2）中的储罐动态监控指标包括：

a、逼罐比率参数，其取值范围为储罐容量的85%～95%；

b、高警戒液位参数，其取值范围为储罐容量的85%～90%；

c、低警戒液位参数，其取值范围为储罐容量的8%～15%；

d、警戒罐容满足下游需求临界值参数，其时间取值范围为48小时～72小时；警戒罐容满足下游需求临界值参数与低警戒液位参数配合，对下游用气需求优先级保供问题进行处理；

e、请求转运液位参数，其时间取值范围为60小时～100小时，当储罐当前剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值，按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求转运液位参数时，系统发出一次动态站间转运请求。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：所述步骤4）的步骤③中，执行长期ADP仿真推演过程包括：

a、在长期供货点内部，LNG物料按照从气田、天然气处理装置、天然气液化装置、储罐、装船设施至运输船满船的顺序流动；与此同步，选定的运输船空船按照进入外港、内港泊位、连接装船设施的操作顺序活动；

b、在接收站内部，LNG物料按照从卸船设施、储罐、BOG处理设施至LNG外输泵，再从LNG外输泵、LNG气化器、外输管道至工业用户、城镇用户和燃气电厂三类气态用户，以及从LNG外输泵至槽车液态外运的顺序流动，并根据储罐动态监控指标作相应处理，即在卸船设施与储罐之间判断是否“逼罐”，在储罐与LNG外输泵之间判断是否“保供”和是否“空罐”；与此同步，运输船满船按照进入外港、内港泊位、连接卸船设施的操作顺序活动；

c、接收站的下游用户的用气需求，以设定的时间间隔不断发给接收站，接收站的LNG气化器和LNG外输泵给予匹配的供应；其间如果接收站供应能力达不到，则按照供应设备的瓶颈能力或限定的LNG供给数量供应；

d、执行长期ADP的运输船，在长期供货点至接收站的双向航道上来回往返，在抵达长期供货点和离开接收站时，运输船的状态为“空船”；在离开长期供货点和抵达接收站时，运输船的状态为“满船”；

e、输出执行长期ADP模式的仿真推演结果，仿真程序结束。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：所述步骤4）的步骤④中，执行长期ADP与动态站间转运请求交互模式的仿真推演过程包括：

首先执行步骤4）的步骤③模拟执行长期ADP模式的仿真推演步骤a～d，然后执行下述步骤：

e、在发货站接收站内，LNG物料从发货接收站的储罐、装船设施至转运船满船的顺序流动；与此同步，转运船空船按照进入发货接收站外港、内港泊位、连接装船设施的操作顺序活动；

f、执行动态站间转运任务的转运船在发货接收站与动态站间请求接收站之间的航道上来回往返；在抵达发货接收站和离开动态站间请求接收站时，转运船的状态为“空船”；在离开发货接收站和抵达动态站间请求接收站时，转运船的状态为“满船”；

g、在进行仿真推演的过程中，根据长期ADP仿真执行情况和下游用户用气的实际需求，仿真模块按照实时采集的储罐液位信息与储罐动态监控指标对比结果，发出动态站间转运请求。

7.如权利要求5或6所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：采用均匀随机分布函数模拟槽车装车速率、运输船和转运船装卸船速率，矩形随机分布函数模拟港口恶劣天气影响，正态随机分布函数模拟LNG外输泵和LNG气化器外输设备的可靠性，负指数随机分布函数模拟运输船和转运船到港时间延误和槽车灌装到达时间，负指数随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车的到达时间间隔，泊松随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车在指定时间内的到达数量，均匀随机分布函数模拟下游用户用气的小时用气速率波动性；同时还采用等待制的排队规则，先到先服务。

8.如权利要求5或6所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：所述步骤4）的步骤③或步骤④的步骤b中，根据储罐动态监控指标作相应处理的处理结果包括：

如果运输船或转运船卸料时，储罐剩余罐容不足以存储整船的LNG物料，产生“逼罐”现象，则仿真推演结果中输出一“接收站逼罐明细”报表，记录接收站ID、发生时刻、结束时刻、运输船ID、船型数据，同时记录逼罐船数、平均逼罐时长和总逼罐时长，运输船或运输船须等待直至“逼罐”现象消除方能开始卸料；

如果储罐已经到达低警戒液位参数，则仿真结果中输出一“站点低液位预警”表单，记录发生低警戒液位报警的接收站ID、报警开始时刻、结束时刻明细数据；

如果储罐已经到达“警戒罐容满足下游需求临界值参数”，启动不同等级的“保供”，则仿真结果中输出一“站点空罐时段记录”和“站点保民用关停报表”，记录包括报警时间及空罐时间的运行参数记录报表；LNG外输泵须按照“分级关停控制速率”，控制LNG外输泵逐次关停与槽车、燃气电厂用户、工业用户直至城镇用户连接的外输管道。

9.如权利要求5或6所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：所述步骤4）的步骤③或步骤④的步骤c中，按照供应设备的瓶颈能力或限定的LNG供给数量供应是指：当储罐剩余库存达到低警戒液位参数，又不足以维持警戒罐容满足下游需求临界值的时长时，如果接收站码头、内港泊位没有运输船和转运船卸货，则接收站需按照下游用户用气优先级逐级关停外输泵，停止外输供气，关停顺序为：先槽车，其次燃气电厂用户，最后工业用户，仅保供城镇用户用气。

10.如权利要求7或8所述的一种LNG接收站动态站间转运预测调度方法，其特征在于：所述步骤4）的步骤③或步骤④的步骤c中，按照供应设备的瓶颈能力或限定的LNG供给数量供应是指：当储罐剩余库存达到低警戒液位参数，又不足以维持警戒罐容满足下游需求临界值的时长时，如果接收站码头、内港泊位没有运输船和转运船卸货，则接收站需按照下游用户用气优先级逐级关停外输泵，停止外输供气，关停顺序为：先槽车，其次燃气电厂用户，最后工业用户，仅保供城镇用户用气。

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