CN112926868B - 调压设备负载状态评估方法、设备及可读存储介质 - Google Patents

调压设备负载状态评估方法、设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种调压设备负载状态评估方法、设备及可读存储介质，所述方法包括以下步骤：获取待测燃气调压设备的当前带载数A并确定对应的同时工作系数a；配置待测燃气调压设备的负载上浮系数c，基于待测燃气调压设备的标称流量Q等，计算待测燃气调压设备的预测带载总数B；比对预测带载总数B与当前带载数A，根据比对结果评估待测燃气调压设备的负载状态；若预测带载总数B小于当前带载数A，则判定待测燃气调压设备的负载状态为超载状态；若预测带载总数B大于等于当前带载数A，则判定待测燃气调压设备的负载状态为正常状态。本发明能够全面地评估待测燃气调压设备的负载状态，大大提高燃气管网设施运行策略的智能化水平。

Description

调压设备负载状态评估方法、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及燃气调压器技术领域，具体的说，涉及了一种调压设备负载状态评估方法、设备及可读存储介质。
背景技术
随着生活水平的不断提高，燃气设备的普及率也日益增高，燃气调压设备的用户接入数量及频率也越来越高。燃气调压设备作为常见而又重要的调压设施之一，能否正常稳定运行，直接关乎下游用户的用气稳定性，尤其是在中低压燃气管线中。
燃气调压设备的确定要考虑运行效果、经济效果等多方面因素，《工业用户燃气调压器的选择》公开了一种调压器台数的确定方法，确定用户瞬时用气量最大值（如4000m3/h）和平均小时最大用气量（如2740m3/h），根据各种型号调压器的通过能力（4200 m3/h、1700m3/h或者2000 m3/h），选择两台通过能力为2000 m3/h的调压器，既满足工作需要，又降低成本。也就是说，只在燃气调压设备安装前进行粗略估计来确认所要采用的燃气调压设备的型号。
也就是说，无论是在燃气调压设备安装前的阶段还是在燃气调压设备安装之后的维护阶段，现有技术均进行粗略估计，而忽略燃气调压设备的负载状况，无法做到有的放矢；然而，一旦燃气调压设备接入用户过多势必导致超载，如果不能及时发现超载现象，势必对附近百姓的用气造成影响，甚至产生安全隐患；若燃气调压设备接入用户过少，则增加燃气公司运维成本。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种调压设备负载状态评估方法、设备及可读存储介质。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明第一方面提供一种燃气调压设备负载状态评估方法，包括以下步骤：
获取待测燃气调压设备的当前带载数A并确定对应的同时工作系数a，读取待测燃气调压设备的标称流量Q、灶具标称流量α和热水器标称流量β；
配置待测燃气调压设备的负载上浮系数c，基于待测燃气调压设备的标称流量Q、灶具标称流量α、热水器标称流量β、同时工作系数a和负载上浮系数c构建燃气调压设备带载用户数评估模型；
根据所述燃气调压设备带载用户数评估模型，计算出待测燃气调压设备的预测带载总数B；
比对所述待测燃气调压设备的预测带载总数B与当前带载数A，根据比对结果评估待测燃气调压设备的负载状态；
若所述预测带载总数B小于所述当前带载数A，则判定待测燃气调压设备的负载状态为超载状态；
若所述预测带载总数B大于等于所述当前带载数A，则判定待测燃气调压设备的负载状态为正常状态。
本发明第二方面提供一种燃气调压设备负载状态评估设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的燃气调压设备负载状态评估程序，所述燃气调压设备负载状态评估程序被所述处理器执行时实现如上述的燃气调压设备负载状态评估方法的步骤。
本发明第三方面一种可读存储介质，其上存储有指令，该指令被处理器执行时实现如上述的燃气调压设备负载状态评估方法的步骤。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说：
1）本发明构建燃气调压设备带载用户数评估模型，根据所述燃气调压设备带载用户数评估模型计算出待测燃气调压设备的预测带载总数B，根据当前带载数A和所计算出的预测带载总数B来评估待测燃气调压设备的负载状态，使燃气调压设备负载状态的评估更加科学化、精准化、可视化；
2）在判定待测燃气调压设备的负载状态为正常状态之后，还对预测带载总数B进行不断修正，以提高预测带载总数B的精确度，进而提高实际可带载总数C、可拓展用户数D、剩余流量M以及负载率P的精确度，进而为用户提供更精确的燃气调压设备调整建议；
3）与现有技术相比而言，不需要进行人工设置，节省了大量的人力成本，且能够全面地评估待测燃气调压设备的负载状态，大大提高燃气管网设施运行策略的智能化水平；
4）对于对燃气公司而言，在增设、合并、移除燃气调压设备时可根据实时评估负载状态进行施工，不必盲目施工，做到有的放矢，减少施工成本，促进燃气公司业务更好运营；
5）对居民用户而言，通过燃气调压设备负载状态评估方法获取负载状态，并依据负载状态实时调整带载数量或者燃气调压设备数量，使得燃气调压设备负载始终处于正常状态，保证居民的用气质量，提升用气体验。
附图说明
图1是本发明的燃气调压设备负载状态评估方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
附图1所示了一种燃气调压设备负载状态评估方法的流程图。
所述燃气调压设备负载状态评估方法包括以下步骤：获取待测燃气调压设备的当前带载数A并确定对应的同时工作系数a，读取待测燃气调压设备的标称流量Q、灶具标称流量α和热水器标称流量β；
配置待测燃气调压设备的负载上浮系数c，基于待测燃气调压设备的标称流量Q、灶具标称流量α、热水器标称流量β、同时工作系数a和负载上浮系数c构建燃气调压设备带载用户数评估模型；
根据所述燃气调压设备带载用户数评估模型，计算出待测燃气调压设备的预测带载总数B；
比对所述待测燃气调压设备的预测带载总数B与当前带载数A，根据比对结果评估待测燃气调压设备的负载状态；若所述预测带载总数B小于所述当前带载数A，则判定待测燃气调压设备的负载状态为超载状态；若所述预测带载总数B大于等于所述当前带载数A，则判定待测燃气调压设备的负载状态为正常状态。
其中，所述负载上浮系数c为预设经验值，用于使得待测燃气调压设备的负载状态的评估结果更加准确。
可以理解，待测燃气调压设备的当前带载数A表示已知的燃气调压设备所带用户数（户），待测燃气调压设备的预测带载总数B表示燃气调压设备预测可带用户数（户）。同时工作系数可以通过查询居民生活用燃具的同时工作系数附录表得到，不同的用户总数区间对应不同的同时工作系数。
在评估待测燃气调压设备的负载状态之后，还根据待测燃气调压设备的负载状态输出燃气调压设备调整建议：若待测燃气调压设备的负载状态为超载状态，则提示增设燃气调压设备或者将待测燃气调压设备更换为第一燃气调压设备。其中，所述第一燃气调压设备的标称流量大于待测燃气调压设备的标称流量。
需要说明的是，所述燃气调压设备负载状态评估方法的应用场景可以为燃气管网建设阶段，也可以为燃气管网维护阶段。在燃气管网建设过程中，可以获取当前区域所需服务用户数（作为当前带载数A），根据所述燃气调压设备负载状态评估方法提前预估当前区域所需燃气调压设备的大小型号及数量，在增设、合并、移除燃气调压设备时可根据实时评估负载状态，不必盲目施工；并提前预估是否会出现超载状况，若出现超载状况，可以提前建议增加燃气管网建设阶段燃气调压设备数量，防患于未然。
在燃气调压设备维护过程中，可以根据当前区域已服务用户数（作为当前带载数A），根据所述燃气调压设备负载状态评估方法实时监测待测燃气调压设备的负载状态，能够及时发现超载现象；一旦出现燃气调压设备负载超载状态，能够发出警示信息，避免对附近百姓的用气造成影响，将安全隐患扼杀于摇篮中。
进一步的，所述燃气调压设备带载用户数评估模型的表达式为：所述预测带载总数B=标称流量Q／（（灶具标称流量α+热水器标称流量β）*同时工作系数a*负载上浮系数c）。
其中，待测燃气调压设备的标称流量Q（m³/h）表示燃气调压设备的平均流量；灶具标称流量α（m³/h）和热水器标称流量β（m³/h）可以通过公式计算，标称流量=(热功率/热值)/热效率。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：根据待测燃气调压设备的预测带载总数B确定对应的同时工作系数b，
在判定待测燃气调压设备的负载状态为正常状态之后，还执行：
判断所述同时工作系数b是否等于所述同时工作系数a，
若所述同时工作系数b不等于所述同时工作系数a，则将所述同时工作系数b赋值给所述同时工作系数a，获得新的同时工作系数a’，重新计算获得新的同时工作系数b’，直至计算出的同时工作系数b’等于同时工作系数a’；
若所述同时工作系数b等于所述同时工作系数a，则计算待测燃气调压设备的实际可带载总数C，所述实际可带载总数C等于所述预测带载总数B。
需要说明的是，因为待测燃气调压设备可带总户数是未知的，其对应的同时工作系数也是未知的，所以本发明先假定总户数（当前带载数A）所在的区间范围为同时工作系数a所对应的用户数量区间，计算出预测带载总数B；若待测燃气调压器的当前带载数A大于待测燃气调压器的预测带载总数B，则得出该待测燃气调压器的负载超载的结论，不再进行递归运算；否则，查表得到预测带载总数B对应的同时工作系数b。
可以理解，所述同时工作系数b不等于所述同时工作系数a，表明在待测燃气调压设备的负载状态正常的前提下，当前带载数A与预测带载总数B不在同一范围区间内，由此计算出的实际可带载总数C也是不准确的，因此，需要进行递归运算，通过递归运算不断对预测带载总数B进行修正，以提高预测带载总数B的精确度。
在进行递归运算时，将同时工作系数b赋值给同时工作系数a获得新的同时工作系数a’，将同时工作系数a’代入将所述燃气调压设备带载用户数评估模型，重新计算获得新的预测带载总数B’，根据预测带载总数B’确定新的同时工作系数b’，将所述同时工作系数b’与所述同时工作系数a’进行比较，若所述同时工作系数b’不等于所述同时工作系数a’，则重复执行上述步骤，直至计算出的同时工作系数b’等于同时工作系数a’。
所述同时工作系数b等于所述同时工作系数a时，表明在待测燃气调压设备的负载状态正常的前提下，待测燃气调压设备的带载数量也在正常范围内；因此，此时待测燃气调压设备的实际可带载总数C等于所述预测带载总数B。
进一步的，在所述同时工作系数b等于所述同时工作系数a时，还执行：计算待测燃气调压设备的可拓展用户数D，所述可拓展用户数D=实际可带载总数C-当前带载数A。
需要说明的是，在所述同时工作系数b等于所述同时工作系数a时，预测带载总数B与当前带载数A属于同一个取值区间，但是预测带载总数B不一定等于当前带载数A；也就是说，即使同时工作系数b等于同时工作系数a，同时工作系数b对应的预测带载总数B也不一定等于同时工作系数a对应的当前带载数A。
考虑到燃气调压设备接入用户过少，会增加燃气公司运维成本；本实施例还通过实际可带载总数C减去当前带载数A计算出待测燃气调压设备的可拓展用户数D，无论在燃气管网建设阶段还是燃气管网维护阶段，均可为工作人员提供专业的参考数据，便于科学调配，依据负载状态实时调整带载数量；在保证燃气管网安全可靠的同时，使燃气调压设备接入合适数量的用户，提高资源利用率，合理的负载可保证居民的用气质量，提升用气体验。
进一步的，在所述同时工作系数b等于所述同时工作系数a时，还执行：计算待测燃气调压设备的剩余流量M，所述剩余流量M=待测燃气调压设备的标称流量Q-（灶具标称流量α+热水器标称流量β）*当前带载数A*同时工作系数a*负载上浮系数c。在获得待测燃气调压设备的剩余流量M后，还执行：计算待测燃气调压设备的负载率P，所述负载率P=（（（标称流量Q-剩余流量M）／标称流量Q）*100）%。
需要说明的是，配置燃气调压设备的负载率阈值范围，在获得待测燃气调压设备的负载率P之后，还执行：将所述负载率阈值范围与所述负载率P进行比较，根据比较结果输出燃气调压设备调整建议；
若所述负载率P大于所述负载率阈值范围的最大值，则提示增设燃气调压设备或者将待测燃气调压设备更换为第一燃气调压设备；若所述负载率P小于等于所述负载率阈值的最小值，则输出合并燃气调压设备或者将待测燃气调压设备更换为第二燃气调压设备；其中，所述第一燃气调压设备的标称流量大于待测燃气调压设备的标称流量，所述第二燃气调压设备的标称流量小于待测燃气调压设备的标称流量。
可以理解，在保证燃气管网安全可靠的同时，根据燃气调压设备调整建议实时调整燃气调压设备数量，能够提高燃气调压设备的利用率，降低功耗。
实施例3
本实施例给出了一种燃气调压设备负载状态评估设备，所述燃气调压设备负载状态评估设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的燃气调压设备负载状态评估程序，所述燃气调压设备负载状态评估程序被所述处理器执行时实现如上述实施例中的燃气调压设备负载状态评估方法的步骤。
本实施例还给出了一种可读存储介质，其上存储有指令，该指令被处理器执行时实现如上述的燃气调压设备负载状态评估方法的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种调压设备负载状态评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取待测燃气调压设备的当前带载数A并确定对应的同时工作系数a，读取待测燃气调压设备的标称流量Q、灶具标称流量α和热水器标称流量β；
配置待测燃气调压设备的负载上浮系数c，基于待测燃气调压设备的标称流量Q、灶具标称流量α、热水器标称流量β、同时工作系数a和负载上浮系数c构建燃气调压设备带载用户数评估模型；
根据所述燃气调压设备带载用户数评估模型，计算出待测燃气调压设备的预测带载总数B；
比对所述待测燃气调压设备的预测带载总数B与当前带载数A，根据比对结果评估待测燃气调压设备的负载状态；
若所述预测带载总数B小于所述当前带载数A，则判定待测燃气调压设备的负载状态为超载状态；
若所述预测带载总数B大于等于所述当前带载数A，则判定待测燃气调压设备的负载状态为正常状态；
根据待测燃气调压设备的预测带载总数B确定对应的同时工作系数b，
在判定待测燃气调压设备的负载状态为正常状态之后，还执行：
判断所述同时工作系数b是否等于所述同时工作系数a，
若所述同时工作系数b不等于所述同时工作系数a，则将所述同时工作系数b赋值给所述同时工作系数a，获得新的同时工作系数a’，重新计算获得新的同时工作系数b’，直至计算出的同时工作系数b’等于同时工作系数a’；
若所述同时工作系数b等于所述同时工作系数a，则计算待测燃气调压设备的实际可带载总数C，所述实际可带载总数C等于所述预测带载总数B。
2.根据权利要求1所述的调压设备负载状态评估方法，其特征在于，在所述同时工作系数b等于所述同时工作系数a时，还执行：计算待测燃气调压设备的可拓展用户数D，所述可拓展用户数D=实际可带载总数C-当前带载数A。
3.根据权利要求1所述的调压设备负载状态评估方法，其特征在于，在所述同时工作系数b等于所述同时工作系数a时，还执行：计算待测燃气调压设备的剩余流量M，所述剩余流量M=待测燃气调压设备的标称流量Q-（灶具标称流量α+热水器标称流量β）*当前带载数A*同时工作系数a*负载上浮系数c。
4.根据权利要求3所述的调压设备负载状态评估方法，其特征在于，在获得待测燃气调压设备的剩余流量M后，还执行：计算待测燃气调压设备的负载率P，所述负载率P=（（（标称流量Q-剩余流量M）／标称流量Q）*100）%。
5.根据权利要求4所述的调压设备负载状态评估方法，其特征在于，配置燃气调压设备的负载率阈值范围，
在获得待测燃气调压设备的负载率P之后，还执行：
将所述负载率阈值范围与所述负载率P进行比较，根据比较结果输出燃气调压设备调整建议；
若所述负载率P大于所述负载率阈值范围的最大值，则提示增设燃气调压设备或者将待测燃气调压设备更换为第一燃气调压设备；若所述负载率P小于等于所述负载率阈值的最小值，则输出合并燃气调压设备或者将待测燃气调压设备更换为第二燃气调压设备；
其中，所述第一燃气调压设备的标称流量大于待测燃气调压设备的标称流量，所述第二燃气调压设备的标称流量小于待测燃气调压设备的标称流量。
6.根据权利要求1所述的调压设备负载状态评估方法，其特征在于，在评估待测燃气调压设备的负载状态之后，还根据待测燃气调压设备的负载状态输出燃气调压设备调整建议：若待测燃气调压设备的负载状态为超载状态，则提示增设燃气调压设备或者将待测燃气调压设备更换为第一燃气调压设备。
7.根据权利要求1所述的调压设备负载状态评估方法，其特征在于，所述燃气调压设备带载用户数评估模型的表达式为：预测带载总数B=标称流量Q／（（灶具标称流量α+热水器标称流量β）*同时工作系数a*负载上浮系数c）。
8.一种调压设备负载状态评估设备，其特征在于：包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的调压设备负载状态评估程序，所述调压设备负载状态评估程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的调压设备负载状态评估方法的步骤。
9.一种可读存储介质，其上存储有指令，其特征在于：该指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的调压设备负载状态评估方法的步骤。
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