CN110427591A - 一种流体管网气源流动追踪计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种流体管网气源流动追踪计算方法及系统，方法包括：采集管网管道自身数据及边界点气体参数；根据所述实时状态数据，通过水力计算和热力计算的反复迭代，使最后两次计算之间的比热和密度参数结果之差收敛于预设的阈值范围内；遍历所有边界节点，将边界节点分类为气源点和用户点，依次对每个气源点进行流动追踪计算，进而完成整个管网的气源流量追踪计算；本发明中可以有效计算出在复杂管网每个气源的流体介质是如何流动分配到各个用户点的，一方面可以通过计算结果对复杂管网的运行调度、日常维护提供有效帮助，另一方面也可用于污染治理，从而实现污染源头治理，本发明具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及流体管网输送领域，尤其涉及一种流体管网气(汽)源流动追踪计算方法及系统。
背景技术
流体管是一种具有中空截面的钢管，可以大量用作输送流体的管输送石油、天然气、煤气、水及某些固体物料的管道，目前，流体管网已经被广泛应用于工业生产和日常生活中，例如工业生产中的煤气或石油输配管网，以及日常生活中的天然气、城市供水、供热蒸汽管网。这样的管网往往是多气(汽)源和多用户的复杂环状管网或复杂支状管网。
由于整个管网的庞大性和复杂性，在日常的生产、调度过程中很难明确气(汽)源与用户点之间的流动关系。目前，在现有技术中还没有流体管网气(汽)源追踪计算方式，可以专门针对复杂管网每个气(汽)源的流体介质是如何流动分配到各个用户点，因此，需要一种新的方式，可以通过流体管网气(汽)源的追踪计算，对复杂管网的运行调度、日常维护都能提供有效帮助，进而实现污染源头治理。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种流体管网气源流动追踪计算方法及系统，以解决上述技术问题。
本发明提供的流体管网气源流动追踪计算方法，包括：
分别采集流体管网中所有边界节点的流体状态的实时状态数据，以及用于表示管段结构和流体管物理性质的物理参数数据；
根据所述实时状态数据，获取用于表示边界节点流体状态的第一物性参数；
根据所述物理参数数据和实时状态数据，获取水力计算结果，所述水力计算结果至少包括流体管网中各管段的流量和压降；
根据所述水力计算结果，获取各管段对应的热力计算结果，所述热力计算结果至少包括各个管段对应的温降；
通过所述水力计算结果和热力计算结果，获取用于表示流体管网中内部节点的流体状态的第二物性参数；
重复上述步骤，并对每次获取的第二物性参数进行迭代计算，直至所述第二物性参数经过迭代收敛于预设的阈值范围内；
遍历所有边界节点，获取边界节点的类别，所述边界节点的类别包括气源点和用户点；
根据外部节点的类别、第一物性参数和经过迭代后的第二物性参数，完成气源的流量追踪。
可选的，根据所述水力计算结果对每个气源点进行流量赋值；
根据所述物理参数数据和实时状态数据，获取流体管网中的各管段流量；
根据所述管段流量和对应管段中的起点节点流量，获取每个管段的分配比例；
根据所述分配比例，依次计算各气源点到所有用户点的流量分配，完成所有气源点的流量追踪。
可选的，根据所述物理参数数据建立管网参数矩阵，所述管网参数矩阵包括管网关联矩阵、管网压降矩阵以及管网温降矩阵；
根据所述实时状态数据和所述管网参数矩阵，获取所述第一物性参数。
可选的，根据每个管段对应的分配比例，依次计算各气源点到所有用户点的流量分配，当计算当前气源点进行流量追踪时，切除其他未参与计算的气源点及其连接管段。
可选的，根据所述实时状态数据建立实时数据列表，根据所述物理参数数据建立物理参数列表，根据所有气源点的流量追踪结果，建立结果数据列表，根据所述实时数据列表和物理参数列表，获取水力计算结果和热力计算结果，根据所述结果数据列表，将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示，根据显示结果对流体管网进行调度和维护。
可选的，所述第一物性参数和第二物性参数分别至少包括流体比热容及密度；所述实时状态数据至少包括官网内流体的流量、温度和压力；所述物理参数数据至少包括管段连接关系、管段长度、管道直径、保温材料类型及厚度中的一种或几种的组合。
本发明还提供一种流体管网气源流动追踪系统，包括：
采集模块，分别采集流体管网中所有边界节点的流体状态的实时状态数据，以及用于表示管段结构和流体管物理性质的物理参数数据；
数据处理模块，用于到采集的数据进行数据处理，
输出模块，用于输出数据处理结果；
所述数据处理模块包括：
第一物性参数计算单元，用于根据所述实时状态数据，获取用于表示边界节点流体状态的第一物性参数；
水力计算单元，用于根据物理参数数据和实时状态数据，获取水力计算结果，所述水力计算结果至少包括流体管网中各管段的流量和压降；
热力计算单元，用于根据所述水力计算结果，获取热力计算结果，所述热力计算结果至少包括各个管段的温降；
第二物性参数计算单元，用于根据所述水力计算结果和热力计算结果，获取用于表示流体管网中内部节点的流体状态的第二物性参数；
迭代计算单元，用于对多次获取的第二物性参数进行迭代计算，直至所述第二物性参数经过迭代收敛于预设的阈值范围内；
流量追踪单元，用于根据边界节点的类别、第一物性参数和经过迭代后的第二物性参数，完成气源的流量追踪，所述边界节点的类别包括气源点和用户点。
可选的，还包括：
显示模块，用于将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示
数据列表模块，所述数据列表模块包括：
实时数据列表，用于存储实时状态数据；
物理参数列表，用于存储物理参数数据；
结果数据列表，用于存储所有气源点的流量追踪结果；
通过显示模块将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示，根据显示结果对流体管网进行调度和维护。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现上述中任一项所述方法。
本发明还提供一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如上述中任一项所述方法。
本发明的有益效果：本发明中的流体管网气源流动追踪计算方法及系统，可以有效计算出在复杂管网每个气(汽)源的流体介质是如何流动分配到各个用户点的，一方面可以通过计算结果对复杂管网的运行调度、日常维护提供有效帮助，另一方面也可用于污染治理，例如当煤气用户发现煤气污染超标时，可通过气(汽)源追踪计算找到管网中的煤气主要来自哪个气(汽)源点，从而实现污染源头治理，本发明具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中流体管网气源流动追踪计算方法的流程示意图。
图2是本发明实施例中流体管网气源流动追踪计算方法中流动追踪计算的流程示意图。
图3是本发明实施例中流体管网气源流动追踪系统的流体管网节点和管段示意图。
图4是本发明实施例中流体管网气源流动追踪系统的管网关联矩阵示意图。
图5是本发明实施例中流体管网气源流动追踪系统的追踪结果图像显示示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
如图1所示，本实施例中的流体管网气源流动追踪计算方法，包括：
S1.分别采集流体管网中所有边界节点的流体状态的实时状态数据，以及用于表示管段结构和流体管物理性质的物理参数数据；
S2.根据所述实时状态数据，获取用于表示边界节点流体状态的第一物性参数；
S3.根据所述物理参数数据和实时状态数据，获取水力计算结果，所述水力计算结果至少包括流体管网中各管段的流量和压降；
S4.根据所述水力计算结果，获取各管段对应的热力计算结果，所述热力计算结果至少包括各个管段对应的温降；
S5.通过所述水力计算结果和热力计算结果，获取用于表示流体管网中内部节点的流体状态的第二物性参数；
S6.重复上述步骤，并对每次获取的第二物性参数进行迭代计算，直至所述第二物性参数经过迭代收敛于预设的阈值范围内；
S7.遍历所有边界节点，获取边界节点的类别，所述边界节点的类别包括气源点和用户点；
S8.根据外部节点的类别、第一物性参数和经过迭代后的第二物性参数，完成气源的流量追踪。
在本实施例中，首先需要采集数据，数据包括流体管网中各节点流体状态的实时状态数据，以及用于表示管段结构和流体管物理性质的物理参数数据，可选的，可以通过数据采集系统将管网气(汽)源点和用户点上的某时刻流量、温度和压力表数据采集后存储至数据库中，作为实时数据列表；将管段长度、管径、连接方式、粗糙度、保温厚度等物理参数也存储至数据库中，作为管网物理参数列表。实时数据列表根据每次数据采集而更新，管网物理参数列表不需要更新，实时数据列表和管网物理参数列表可以存储于数据库中，每次需要运行时，向数据库请求数据，联合调用实时数据列表和物理参数列表中的数据。
在本实施例中，读取管网物理参数列表中的数值，例如管段连接关系、管段长度、管道直径、保温材料类型及厚度等物理参数，并根据物理参数计算出管网关联矩阵，和管网压降矩阵以及管网温降矩阵，读取实时数据列表中，流体管网中气(汽)源和用户处的流体状态，例如流量、温度和压力，作为输入条件，根据管网中流体状态计算边界节点的流体状态，即流体的第一物性参数，本实施例中的第一物性参数和第二物性参数分别至少包括流体比热容及密度；所述实时状态数据至少包括官网内流体的流量、温度和压力；所述物理参数数据至少包括管段连接关系、管段长度、管道直径、保温材料类型及厚度中的一种或几种的组合。通过管段连接关系、管段长度、管道直径、保温材料类型及厚度等物理参数，可以计算各管段摩擦系数与传热系数。根据流体管网结构可以计算各个管段压降系数和温降系数。
在本实施例中，根据气(汽)源点或用户点的边界状态进行水力计算，通过结合上述的已经获取的各管段摩擦系数和各个管段压降系数，可以得到各个管段的流量及压降，再根据水力计算结果，结合之前获取的传热系数和温降系数，进行管段热力计算，得到各个管段温降，根据管网水力和热力计算的结果得到内部节点的流量状态，即第二物性参数，这个新的流体物性参数，同样包括比热和密度。在本实施例中，在计算第二物性参数时，通过不断循环上述过程，直到第n次与n+1次计算结果之差小于设定值，则计算结束，通过迭代计算，使比热和密度满足精度要求。水力计算和热力计算可以采用现有技术中的计算方式进行。
在本实施例中，根据每个管段对应分配比例，计算第i个气(汽)源点到所有用户的流量分配，再依次进行每个气(汽)源流动追踪计算，汇总所有气(汽)源流动追踪计算结果后存入数据库中，形成一个结果数据列表，优选的，可以通过调用结果数据列表生成图形，将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示，便于根据显示结果对流体管网进行调度和维护。
如图2所示，在本实施例中，针对每个气(汽)源的流动追踪计算的步骤如下：
S81.根据管网流体水力-热力迭代计算的结果，依次计算流入管网内每个节点的总流量。
S82.遍历所有节点并判断节点状态，找出节点中的气(汽)源点与用户点。
S83.将水力-热力计算的流量结果，赋值给每个气(汽)源。
S84.利用管段流量与对应起点节点流量计算每个管段对应分配比例。
S85.利用分配比例计算结果依次开始计算第i个气(汽)源点流量追踪。
S86.计算第i个气(汽)源点的流量追踪时，切除未参与计算的气(汽)源点及其连接管段。
S87.根据每个管段对应分配比例，计算第i个气(汽)源点到所有用户的流量分配，依次完成所有气(汽)源点流量追踪，存储计算结果，并生成图像显示。
如图3所示，图中①、②、③、⑥、⑨、为边界节点，在管网中可以是用户也可以是汽源，在实际生产中，管网中的边界节点上一般设有温度计、压力表和流量计，边界节点上的测量数据为边界条件，通过这些边界条件作为整个管网计算的输入，以计算内部节点的状态；图中④、⑤、⑦、⑧、⑩、为内部节点，图中各节点之间为管段(数字1-14表示)，管段内的流向通过箭头进行表示，本实施例通过将管网的长度、管径、连接关系、摩阻系数、保温系数等物理参数通过计算生成关联矩阵和管段温降矩阵及压降矩阵。以气(汽)源和用户处的仪表数据作为输入条件，计算出在管网中每个气(汽)源的流体介质是如何流动分配到各个用户点，例如，在图3中，边界节点中①、②、⑥为气源点，③、⑨、为用户点，内部节点⑦的流体来自两个气(汽)源点，即①和⑥，本实施例可以通过图形显示，清楚的看出流体是如何从气(汽)源经过不同中间节点(或中间工序)流向用户的，优选地，可以通过线条的粗细表示流体流量的大小，图形显示可以更直观地显示出在复杂管网每个气(汽)源的流体介质是如何流动分配到各个用户点，以某冶金领域的流体管网的实际应用为例，其追踪的显示效果如图5所示。其计算结果对复杂管网的运行调度、日常维护都能提供有效帮助，本实施例也可以用于污染治理，实现反向追溯到污染点的污染源来自何处，从而实现有效地源头治理。
图4为与图3相对应的关联矩阵，其中，纵坐标代表节点(12个节点)，横坐标代表管段(13根管段)，内部数字“1”代表流入，“-1”代表流出，“0”代表不相关。本实施例中压降系数矩阵与温降系数矩阵，是将管段物理参数带入管段压降公式及管段温降公式计算得到的对角矩阵，本实施例中的压降系数和温降系数计算中涉及的水力和热力计算采用现有的常规的流体力学和传热学计算公式，通过把计算结果表达为对角矩阵的形式，便于整个管网的计算，之后的计算则是通过矩阵间的运算完成，通过这种方式可以在一次计算中考虑矩阵中涉及到的管网中所有管段和节点，而并非对单一管段或节点进行计算。
相应的，在另一实施例中，还提供一种流体管网气源流动追踪系统，包括：
采集模块，分别采集流体管网中所有边界节点的流体状态的实时状态数据，以及用于表示管段结构和流体管物理性质的物理参数数据；
数据处理模块，用于到采集的数据进行数据处理，
输出模块，用于输出数据处理结果；
所述数据处理模块包括：
第一物性参数计算单元，用于根据所述实时状态数据，获取用于表示边界节点流体状态的第一物性参数；
水力计算单元，用于根据物理参数数据和实时状态数据，获取水力计算结果，所述水力计算结果至少包括流体管网中各管段的流量和压降；
热力计算单元，用于根据所述水力计算结果，获取热力计算结果，所述热力计算结果至少包括各个管段的温降；
第二物性参数计算单元，用于根据所述水力计算结果和热力计算结果，获取用于表示流体管网中内部节点的流体状态的第二物性参数；
迭代计算单元，用于对多次获取的第二物性参数进行迭代计算，直至所述第二物性参数经过迭代收敛于预设的阈值范围内；
流量追踪单元，用于根据边界节点的类别、第一物性参数和经过迭代后的第二物性参数，完成气源的流量追踪，所述边界节点的类别包括气源点和用户点；
显示模块，用于将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示；
数据列表模块，所述数据列表模块包括：
实时数据列表，用于存储实时状态数据；
物理参数列表，用于存储物理参数数据；
结果数据列表，用于存储所有气源点的流量追踪结果；
通过显示模块将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示，根据显示结果对流体管网进行调度和维护。
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本实施例中的任一项方法。
本实施例还提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行本实施例中任一项方法。
本实施例中的计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例提供的电子终端，包括处理器、存储器、收发器和通信接口，存储器和通信接口与处理器和收发器连接并完成相互间的通信，存储器用于存储计算机程序，通信接口用于进行通信，处理器和收发器用于运行计算机程序，使电子终端执行如上方法的各个步骤。
在本实施例中，存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件
在上述实施例中，除非另外规定，否则通过使用“第一”、“第二”等序号对共同的对象进行描述，只表示其指代相同对象的不同实例，而非是采用表示被描述的对象必须采用给定的顺序，无论是时间地、空间地、排序地或任何其他方式。
在上述实施例中，说明书对“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”、或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”的多次出现不一定全部都指代相同的实施例。如果说明书描述了部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性不是必须被包括的。如果说明书或权利要求提及“一”元件，并非表示仅有一个元件。如果说明书或权利要求提及“一另外的”元件，并不排除存在多于一个的另外的元件。
在上述实施例中，尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变形对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其他存储结构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种流体管网气源流动追踪计算方法，其特征在于，包括：
分别采集流体管网中所有边界节点的流体状态的实时状态数据，以及用于表示管段结构和流体管物理性质的物理参数数据；
根据所述实时状态数据，获取用于表示边界节点流体状态的第一物性参数；
根据所述物理参数数据和实时状态数据，获取水力计算结果，所述水力计算结果至少包括流体管网中各管段的流量和压降；
根据所述水力计算结果，获取各管段对应的热力计算结果，所述热力计算结果至少包括各个管段对应的温降；
通过所述水力计算结果和热力计算结果，获取用于表示流体管网中内部节点的流体状态的第二物性参数；
重复上述步骤，并对每次获取的第二物性参数进行迭代计算，直至所述第二物性参数经过迭代收敛于预设的阈值范围内；
遍历所有边界节点，获取边界节点的类别，所述边界节点的类别包括气源点和用户点；
根据外部节点的类别、第一物性参数和经过迭代后的第二物性参数，完成气源的流量追踪。
2.根据权利要求1所述的流体管网气源流动追踪计算方法，其特征在于，
根据所述水力计算结果对每个气源点进行流量赋值；
根据所述物理参数数据和实时状态数据，获取流体管网中的各管段流量；
根据所述管段流量和对应管段中的起点节点流量，获取每个管段的分配比例；
根据所述分配比例，依次计算各气源点到所有用户点的流量分配，完成所有气源点的流量追踪。
3.根据权利要求2所述的流体管网气源流动追踪计算方法，其特征在于，根据所述物理参数数据建立管网参数矩阵，所述管网参数矩阵包括管网关联矩阵、管网压降矩阵以及管网温降矩阵；
根据所述实时状态数据和所述管网参数矩阵，获取所述第一物性参数。
4.根据权利要求2所述的流体管网气源流动追踪计算方法，其特征在于，根据每个管段对应的分配比例，依次计算各气源点到所有用户点的流量分配，当计算当前气源点进行流量追踪时，切除其他未参与计算的气源点及其连接管段。
5.根据权利要求2所述的流体管网气源流动追踪计算方法，其特征在于，根据所述实时状态数据建立实时数据列表，根据所述物理参数数据建立物理参数列表，根据所有气源点的流量追踪结果，建立结果数据列表，根据所述实时数据列表和物理参数列表，获取水力计算结果和热力计算结果，根据所述结果数据列表，将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示，根据显示结果对流体管网进行调度和维护。
6.根据权利要求1-5任一所述的流体管网气源流动追踪计算方法，其特征在于，所述第一物性参数和第二物性参数分别至少包括流体比热容及密度；所述实时状态数据至少包括官网内流体的流量、温度和压力；所述物理参数数据至少包括管段连接关系、管段长度、管道直径、保温材料类型及厚度中的一种或几种的组合。
7.一种流体管网气源流动追踪系统，其特征在于，包括：
采集模块，分别采集流体管网中所有边界节点的流体状态的实时状态数据，以及用于表示管段结构和流体管物理性质的物理参数数据；
数据处理模块，用于到采集的数据进行数据处理，
输出模块，用于输出数据处理结果；
所述数据处理模块包括：
第一物性参数计算单元，用于根据所述实时状态数据，获取用于表示边界节点流体状态的第一物性参数；
水力计算单元，用于根据物理参数数据和实时状态数据，获取水力计算结果，所述水力计算结果至少包括流体管网中各管段的流量和压降；
热力计算单元，用于根据所述水力计算结果，获取热力计算结果，所述热力计算结果至少包括各个管段的温降；
第二物性参数计算单元，用于根据所述水力计算结果和热力计算结果，获取用于表示流体管网中内部节点的流体状态的第二物性参数；
迭代计算单元，用于对多次获取的第二物性参数进行迭代计算，直至所述第二物性参数经过迭代收敛于预设的阈值范围内；
流量追踪单元，用于根据边界节点的类别、第一物性参数和经过迭代后的第二物性参数，完成气源的流量追踪，所述边界节点的类别包括气源点和用户点。
8.根据权利要求7所述的流体管网气源流动追踪系统，其特征在于，还包括：
显示模块，用于将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示；
数据列表模块，所述数据列表模块包括：
实时数据列表，用于存储实时状态数据；
物理参数列表，用于存储物理参数数据；
结果数据列表，用于存储所有气源点的流量追踪结果；
通过显示模块将所有气源点和用户点进行图像显示，并将每个气源点到所有用户点的流量分配进行方向及量化显示，根据显示结果对流体管网进行调度和维护。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法。
10.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至6中任一项所述方法。
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|---|---|---|---|
| CN201910706034.5A CN110427591A (zh) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | 一种流体管网气源流动追踪计算方法及系统 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102609882A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-25 | 冶金自动化研究设计院 | 一种基于管网计算的蒸汽管网混合调度系统 |
| CN102779198A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 天然气管网输送系统动态仿真系统建立方法 |
| CN104573143A (zh) * | 2013-10-12 | 2015-04-29 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种管网仿真系统及水力计算方法 |
| CN109840305A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-04 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种蒸汽管网水力-热力计算方法及系统 |
-
2019
- 2019-08-01 CN CN201910706034.5A patent/CN110427591A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102779198A (zh) * | 2011-05-13 | 2012-11-14 | 中国石油天然气股份有限公司 | 天然气管网输送系统动态仿真系统建立方法 |
| CN102609882A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-25 | 冶金自动化研究设计院 | 一种基于管网计算的蒸汽管网混合调度系统 |
| CN104573143A (zh) * | 2013-10-12 | 2015-04-29 | 苏州热工研究院有限公司 | 一种管网仿真系统及水力计算方法 |
| CN109840305A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-04 | 中冶赛迪技术研究中心有限公司 | 一种蒸汽管网水力-热力计算方法及系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 周阳等: "燃气混输管网流量分配及终端气质分析", 《煤气与热力》 * |
| 肖蕾等: "水力计算自适应优化算法仿真研究", 《计算机应用与软件》 * |
| 陈婧等: "天然气分配管网实验系统开发", 《煤气与热力》 * |
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