CN112946231A - 一种天然气全周期能量计量系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气全周期能量计量系统和方法，系统包括依次交互的感知控制平台、传感网络平台以及管理平台；感知控制平台，用于采集多个供气方提供的天然气信息；还用于采集用气区域的用气高峰时间段和对应的用气能量；传感网络平台，用于将感知控制平台采集的天然气信息、用气高峰时间段以及用气量传输至管理平台；管理平台，用于根据天然气信息获取多个单位时间内的天然气能量，并根据天然气能量、用气高峰时间段以及用气能量，传输相应的天然气至用气区域。本发明的目的在于提供一种天然气全周期能量计量系统和方法，根据用气区域的用气高峰时间段和对应的用气能量，对用气区域提供对应的天然气能量，解决用气高峰供气不足的现象。

Description

一种天然气全周期能量计量系统和方法

技术领域

本发明涉及天然气技术领域，尤其涉及一种天然气全周期能量计量系统和方法。

背景技术

由于用气区域的生活习惯的不同以及用气区域大小的不同，同一时间段内，不同用气区域的天然气需求并不一致，而现有技术中，由于天然气管网的输送尺寸一般是固定的，其向固定用气区域输送的天然气多为固定值，因此，在用气高峰时，用气用户会存在供气不足的现象。

申请号为：CN202010350460.2的发明专利公开了一种天然气用气数据处理方法及天然气系统，天然气用气数据处理方法包括以下步骤：对天然气系统的各用气点按照用气类型进行分类；收集各用气类型的用气数据，然后将各用气数据分别处理成对应的高峰小时流量数据；将各高峰小时流量数据与天然气系统对应的用气点进行绑定。能够更加精确的获取天然气用户的目标时刻的瞬时流量。

该专利文献阐述了如何根据用气时间以及用气量不统一的现象进行天然气数据分析，但是，并没有针对用气高峰导致供气不足的问题进行解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气全周期能量计量系统和方法，根据用气区域的用气高峰时间段和用气高峰时间段对应的用气能量，为用气区域提供对应的天然气能量，解决用气高峰供气不足的现象。

本发明通过下述技术方案实现：

一种天然气全周期能量计量系统，包括依次交互的感知控制平台、传感网络平台以及管理平台；

所述感知控制平台，用于采集多个供气方提供的天然气信息；其中，所述天然气信息包括温度、压力、成分、含量、流量、压缩因子、密度以及发热量；

还用于采集用气区域的用气高峰时间段和对应的用气能量；

所述传感网络平台，用于将所述感知控制平台采集的所述天然气信息、所述用气高峰时间段以及所述用气量传输至管理平台；

所述管理平台，用于根据所述天然气信息获取多个单位时间内的天然气能量，并根据所述天然气能量、所述用气高峰时间段以及所述用气能量，传输相应的所述天然气至所述用气区域。

优选地，所述感知控制平台包括天然气能量计量仪，所述天然气能量计量仪用于采集天然气信息，包括组分传感器、燃气计量器具、温度传感器以及压力传感器。

优选地，所述管理平台包括能量计量模块和匹配模块；

所述能量计量模块，用于根据所述温度、所述压力、所述成分、所述含量、所述流量、所述压缩因子、所述密度以及所述发热量计算出多个单位时间内的所述天然气能量；

所述匹配模块，用于根据所述用气能量匹配相应的所述天然气能量，并于所述用气高峰时间段，向所述用气区域传输相应的所述供气方提供的天然气。

优选地，所述管理平台还包括计价模块，所述计价模块用于根据单位时间内的所述天然气能量和管理平台的能量计价方案，换算成对应的交易金额，并传输至用户。

优选地，所述管理平台还包括预警模块，当所述能量计量模块故障时，所述预警模块用于自动选取对应时间周期内的所述能量计量模块的历史数据，并求取平均值，作为所述能量计量模块故障期间的所述天然气能量数据。

优选地，所述管理平台还包括体积计量模块和转化模块；

所述体积计量模块，所述温度、所述压力、所述流量、所述压缩因子以及所述密度计算出单位时间内的所述天然气体积；

所述转化模块，用于实现所述能量计量模块和所述体积计量模块的转化。

优选地，所述能量计量模块的优先级大于所述体积计量模块的优先级，当所述能量计量模块故障时，启动所述体积计量模块。

一种天然气全周期能量计量方法，包括以下步骤：

S1：获取多个供气方提供的天然气信息；其中，所述天然气信息包括温度、压力、成分、含量、流量、压缩因子、密度以及发热量；

还用于获取用气区域的用气高峰时间段和对应的用气能量；

S2：根据所述天然气信息获取多个单位时间内的天然气能量，并根据所述天然气能量、所述用气高峰时间段以及所述用气能量，传输相应的所述天然气至所述用气区域。

优选地，所述S2包括以下子步骤：

S21：根据所述温度、所述压力、所述成分、所述含量、所述流量、所述压缩因子、所述密度以及所述发热量计算出多个单位时间内的所述天然气能量；

S22：根据所述用气能量匹配相应的所述天然气能量，并于所述用气高峰时间段，向所述用气区域传输相应的所述供气方提供的天然气。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、根据用气区域的用气高峰时间段和用气高峰时间段对应的用气能量，为用气区域提供对应的天然气能量，解决用气高峰供气不足的现象；

2、当能量计量模块故障时，可以保证燃气计量交易不出现中断；

3、当供气方和需求方的计量方式不一致时，无需对需方的计量习惯进行更改。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

一种天然气全周期能量计量系统，包括依次交互的感知控制平台、传感网络平台以及管理平台；

感知控制平台，用于采集多个供气方提供的天然气信息；包括组分传感器、燃气计量器具、温度传感器以及压力传感器，其中，组分传感用于采集天然气的成分和含量；燃气计量器具用于采集天然气的流量；温度传感器用于采集天然气的温度；压力传感器，用于采集天然气的压力；流量、压缩因子、密度以及发热量由供气方提供；

还用于采集不同用气区域的用气高峰时间段，以及用气高峰时间段对应的用气能量；

传感网络平台，用于将感知控制平台采集的天然气信息、不同用气区域的用气高峰时间段以及不同用气高峰时间段对应的用气能量传输至管理平台；

管理平台，用于根据供气方提供的天然气信息获取对应的单位时间内的天然气能量，并根据单位时间内的天然气能量、用气高峰时间段以及用气高峰时间段对应的用气能量，传输相应的供气公司提供的天然气至用气区域；

具体地，当管理平台接收到任意一个供气方提供的天然气信息时，管理平台的能量计量模块便根据相应的天然气温度、天然气压力、天然气成分、天然气含量、天然气流量、天然气压缩因子、天然气密度以及天然气发热量计算出该天然气单位时间内的天然气能量；同时根据不同用气区域的用气高峰时间段和该用气高峰时间段对应的用气能量，对不同供气方提供的天然气进行分配，以使得在用气高峰时间段内，可以将单位时间内天然气能量高的供气方提供的天然气分配给用气能量高的用气区域，单位时间内天然气能量低的天然气分配给用气能量低的用气区域，从而解决用气高峰时间段，天然气供气不足的问题。

由于天然气公司的供气方并不唯一，而不同供气方所提供的天然气的含量或成分并不相同，因此，不同供气方提供的天然气在单位时间内能提供的天然气能量并不相同。而天然气管网在铺设时，是根据用气区域的大小和该用气区域大致的用气总量进行铺设，当天然管网铺设完成时，天然气公司向该用气区域输入的天然气的体积也固定，因此，按照目前的管网铺设方式，当出现用气高峰时，便会存在供气不足的现象。

基于此，本方案在已有管网的情况下，对天然气的供气方式进行优化，即：根据不同供气方提供的天然气在单位时间内产生天然气能量的高低，以及不同用气高峰时间段所需的用气能量进行匹配，将单位时间内产生天然气能量高的供气方提供的天然气分配给用气能量高的用气区域，单位时间内天然气能量低的天然气分配给用气能量低的用气区域，从而解决用气高峰时间段，天然气供气不足的问题。

设某天然气公司的供气方包括供气方A、供气方B以及供气方C，供气方单位时间内提供的天然气能量大小关系为：供气方A>供气方B>供气方C；供气区域包括区域A、区域B以及区域C，各区域的大小关系满足：区域A<区域B<区域C，且区域A、区域B以及区域C的用气高峰时间段各不同；通常情况下，为满足各区域的日常用气，区域A用供气方B提供的天然气，区域B用供气方A提供的天然气，区域C用供气方C提供的天然气；当区域C处于用气高峰时间段时，由于供气方C提供的天然气在单位时间内产生的天然气能量较少，无法满足区域C的天然气能量，便可以通过计算区域C在用气高峰阶段的用气能量，从而将供气方A或供气方B提供的天然气输送至区域C，将供气方C提供的天然气输送至区域A或区域B。由于此时区域A或区域B并不处于用气高峰，因此既不会影响区域A或区域B的天然气使用，同时也不会在用气高峰时间段对区域C造成用气不足的现象。

进一步地，为了方便用户了解使用的天然气价格，在本实施例中，管理平台还包括计价模块，计价模块用于根据单位时间内的天然气能量和管理平台的能量计价方案，换算成对应的交易金额，并传输至用户，用户可以根据该天然气价格避开用气高峰时间段。

进一步地，在本实施例中，还设置有预警模块，当能量计量模块故障时，预警模块用于自动选取对应时间周期内的能量计量模块的历史数据，并求取平均值，作为能量计量模块故障期间的天然气能量数据，不仅可以保证燃气计量交易不出现中断，同时又比较符合用户的实际用气情况。其中，一个周期可以为一个星期或一个月，具体周期可以根据实际情况进行选取。

进一步，在本实施例中，还设置有体积计量模块和转化模块；

体积计量模块，用于根据温度、压力、成分、含量、流量、压缩因子以及密度计算出单位时间内的天然气体积；

转化模块，用于实现能量计量模块和体积计量模块的转化。

本实施例中设置体积计量模块和转化模块有两个作用：

(1)当感知控制平台的成分传感器故障，导致管理平台缺少燃气组分数据，不能实现能量换算时，管理平台可启动体积计价方案，即，将能量计价方案更改为体积计价方案，以保证燃气计量交易不中断；

(2)当供气方采用国际贸易计量单位能量计量交易给需方，通过转化模块实现到需方时转换为体积计量显示，不仅省去需方设备改造成本，也无需改变计量习惯，还可实现交易监督的作用。

一种天然气全周期能量计量方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1：获取多个供气方提供的天然气信息；其中，天然气信息包括温度、压力、成分、含量、流量、压缩因子、密度以及发热量；

还用于获取用气区域的用气高峰时间段和对应的用气能量；

S2：根据天然气信息获取多个单位时间内的天然气能量，并根据天然气能量、用气高峰时间段以及用气能量，传输相应的天然气至用气区域；

具体地，首先根据每个供气方提供的天然气温度、天然气压力、天然气成分、天然气含量、天然气流量、天然气压缩因子、天然气密度以及天然气发热量计算出单位时间内的天然气能量；直至每一个供气方提供的天然气的单位时间内的天然气能量均计算完成；

其次，根据不同用气区域的用气能量去匹配相应的天然气能量，并于用气高峰时间段，向用气区域传输相应的供气方提供的天然气。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种天然气全周期能量计量系统，其特征在于，包括依次交互的感知控制平台、传感网络平台以及管理平台；

所述感知控制平台，用于采集多个供气方提供的天然气信息；其中，所述天然气信息包括温度、压力、成分、含量、流量、压缩因子、密度以及发热量；

还用于采集用气区域的用气高峰时间段和对应的用气能量；

所述传感网络平台，用于将所述感知控制平台采集的所述天然气信息、所述用气高峰时间段以及所述用气能量传输至管理平台；

所述管理平台，用于根据所述天然气信息获取多个单位时间内的天然气能量，并根据所述天然气能量、所述用气高峰时间段以及所述用气能量，传输相应的所述天然气至所述用气区域。

2.根据权利要求1所述的一种天然气全周期能量计量系统，其特征在于，所述感知控制平台包括天然气能量计量仪，所述天然气能量计量仪用于采集天然气信息，包括组分传感器、燃气计量器具、温度传感器以及压力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种天然气全周期能量计量系统，其特征在于，所述管理平台包括能量计量模块和匹配模块；

所述能量计量模块，用于根据所述温度、所述压力、所述成分、所述含量、所述流量、所述压缩因子、所述密度以及所述发热量计算出多个单位时间内的所述天然气能量；

所述匹配模块，用于根据所述用气能量匹配相应的所述天然气能量，并于所述用气高峰时间段，向所述用气区域传输相应的所述供气方提供的天然气。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种天然气全周期能量计量系统，其特征在于，所述管理平台还包括计价模块，所述计价模块用于根据单位时间内的所述天然气能量和管理平台的能量计价方案，换算成对应的交易金额，并传输至用户。

5.根据权利要求4所述的一种天然气全周期能量计量系统，其特征在于，所述管理平台还包括预警模块，当所述能量计量模块故障时，所述预警模块用于自动选取对应时间周期内的所述能量计量模块的历史数据，并求取平均值，作为所述能量计量模块故障期间的所述天然气能量数据。

6.根据权利要求4所述的一种天然气全周期能量计量系统，其特征在于，所述管理平台还包括体积计量模块和转化模块；

所述体积计量模块，用于根据所述温度、所述压力、所述流量、所述压缩因子以及所述密度计算出单位时间内的所述天然气体积；

所述转化模块，用于实现所述能量计量模块和所述体积计量模块的转化。

7.根据权利要求6所述的一种天然气全周期能量计量系统，其特征在于，所述能量计量模块的优先级大于所述体积计量模块的优先级，当所述能量计量模块故障时，启动所述体积计量模块。

8.一种天然气全周期能量计量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取多个供气方提供的天然气信息；其中，所述天然气信息包括温度、压力、成分、含量、流量、压缩因子、密度以及发热量；

还用于获取用气区域的用气高峰时间段和对应的用气能量；

S2：根据所述天然气信息获取多个单位时间内的天然气能量，并根据所述天然气能量、所述用气高峰时间段以及所述用气能量，传输相应的所述天然气至所述用气区域。

9.根据权利要求8所述的一种天然气全周期能量计量方法，其特征在于，所述S2包括以下子步骤：

S21：根据所述温度、所述压力、所述成分、所述含量、所述流量、所述压缩因子、所述密度以及所述发热量计算出多个单位时间内的所述天然气能量；

S22：根据所述用气能量匹配相应的所述天然气能量，并于所述用气高峰时间段，向所述用气区域传输相应的所述供气方提供的天然气。

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