CN113192570A - 天然气气体组分确定及气源构成确定方法及装置 - Google Patents

天然气气体组分确定及气源构成确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种天然气气体组分确定及气源构成确定方法及装置，属于天然气管网输送技术领域。通过获取长输管网中多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量，从而基于上游节点天然气组分所占的比例以及相应管段的管输量，获取该上游节点输送至下游节点的相应组分的流量，将每个上游节点向该下游节点输送的相应组分的流量相加，就能得到该下游节点对应的天然气中相应组分的流量，依次类推能够得到用户端的每种组分的流量，从而得到用户端各组分所占的比例，同理也可以得到各气源所占的比例，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点组分属性或节点气源属性，省时省力，时效性高。

Description

天然气气体组分确定及气源构成确定方法及装置
技术领域
本申请涉及天然气管网输送技术领域，特别涉及一种天然气气体组分确定及气源构成确定方法及装置。
背景技术
天然气主要是通过长输管网来进行输送的，来自不同气源的天然气汇总后，掺混在一起，通过长输管道进行长距离的输送，再分输至各用户端，由于管输路径复杂，对于各终端用户来说，如需了解获取的天然气的组分，通常是通过气相色谱仪直接对天然气进行检测来获取，然而，对于整个天然气长输管网，若利用上述方式获取大量用户端的天然气组分数据，则十分耗时耗力，而且若管网上任何节点发生改变，则需要重新测量该阶段下游所有用户端的天然气，进一步提高了天然气气体组分确定的难度。
发明内容
本申请实施例提供了一种天然气气体组分确定及气源构成确定方法及装置，能够得到用户端各组分所占的比例，同理也可以得到各气源所占的比例，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点组分属性或节点气源属性，省时省力，时效性高。该技术方案如下：
一方面，提供了一种天然气气体组分确定方法，该方法包括：
获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点组分属性，该节点组分属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各组分所占的比例；
基于关系式1和关系式2，获取该待测用户端的节点组分属性；
Figure BDA0002996503770000011
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000012
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000021
表示A节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000022
式中，
Figure BDA0002996503770000023
表示B节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000024
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量；
其中，i＝1,2,…,n，n为组分的总数。
在一种可能实现方式中，该基于关系式1和关系式2，获取该待测用户端的节点组分属性之前，该方法还包括：
基于该管网结构，获取待测用户端的入度值，该入度值为流向该待测用户端的管线的数量；
每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。
在一种可能实现方式中，采用广度优先遍历算法，确定该长输管网中各节点之间推导计算的顺序。
在一种可能实现方式中，该i组分为甲烷、乙烷、丙烷和其他气体中的任意一个。
一方面，提供了一种天然气气源构成确定方法，该方法包括：
获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点气源属性，该节点气源属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各气源所占的比例；
基于关系式3和关系式4，获取该待测用户端的节点气源属性；
Figure BDA0002996503770000025
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000026
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000027
表示A节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000031
式中，
Figure BDA0002996503770000032
表示B节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000033
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量；
其中，j＝1,2,…,f，f为气源的总数。
在一种可能实现方式中，该基于关系式3和关系式4，获取该待测用户端的节点气源属性之前，该方法还包括：
基于该管网结构，获取待测用户端的入度值，该入度值为流向该待测用户端的管线的数量；
每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。
在一种可能实现方式中，采用广度优先遍历算法，确定该长输管网中各节点之间推导计算的顺序。
在一种可能实现方式中，该待测用户端上游节点包括气源节点和场站节点。
一方面，提供了一种天然气气体组分确定装置，应用于如上述任一种可能实现方式中提供的天然气气体组分确定方法，该装置包括：
管网获取模块，用于获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
节点获取模块，用于基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点组分属性，该节点组分属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各组分所占的比例；
组分获取模块，用于基于关系式1和关系式2，获取该待测用户端的节点组分属性；
Figure BDA0002996503770000034
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000035
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000036
表示A节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000037
式中，
Figure BDA0002996503770000041
表示B节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000042
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量；
其中，i＝1,2,…,n，n为组分的总数。
一方面，提供了一种天然气气源构成确定装置，应用于如上述任一种可能实现方式中提供的天然气气源构成确定方法，该装置包括：
管网获取模块，用于获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
节点获取模块，用于基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点气源属性，该节点气源属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各气源所占的比例；
气源获取模块，用于基于关系式3和关系式4，获取该待测用户端的节点气源属性；
Figure BDA0002996503770000043
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000044
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000045
表示A节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000046
式中，
Figure BDA0002996503770000047
表示B节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000048
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量；
其中，j＝1，2，…,f，f为气源的总数。
本申请实施例提供的技术方案，通过获取长输管网中多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量，从而基于上游节点天然气组分所占的比例以及相应管段的管输量，获取该上游节点输送至下游节点的相应组分的流量，将每个上游节点向该下游节点输送的相应组分的流量相加，就能得到该下游节点对应的天然气中相应组分的流量，依次类推能够得到用户端的每种组分的流量，从而得到用户端各组分所占的比例，同理也可以得到各气源所占的比例，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点组分属性或节点气源属性，省时省力，时效性高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种天然气气体组分确定方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的一种天然气气体组分确定方法的流程图；
图3是本申请实施例提供的一种多气源天然气管输模型图；
图4是本申请实施例提供的一种推导计算过程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种气源构成比例和气体组成比例迭代推导过程的流程图；
图6是本申请实施例提供的一种天然气气源构成确定方法的流程图；
图7是本申请实施例提供的一种天然气气源构成确定方法的流程图；
图8是本申请实施例提供的一种天然气气体组分确定装置的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种天然气气源构成确定装置的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1是本申请实施例提供的一种天然气气体组分确定方法的流程图，请参见图1，该方法可以由计算机设备执行，该方法包括：
101.获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量。
102.基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点组分属性，该节点组分属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各组分所占的比例。
103.基于关系式1和关系式2，获取该待测用户端的节点组分属性。
Figure BDA0002996503770000061
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000062
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000063
表示A节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000064
式中，
Figure BDA0002996503770000065
表示B节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000066
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量；
其中，i＝1,2,…,n，n为组分的总数。
在一种可能实现方式中，该基于关系式1和关系式2，获取该待测用户端的节点组分属性之前，该方法还包括：
基于该管网结构，获取待测用户端的入度值，该入度值为流向该待测用户端的管线的数量；
每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。
在一种可能实现方式中，采用广度优先遍历算法，确定该长输管网中各节点之间推导计算的顺序。
在一种可能实现方式中，该i组分为甲烷、乙烷、丙烷和其他气体中的任意一个。
本申请实施例提供的天然气气体组分确定方法，通过获取天然气的长输管网的管网结构，也即是得到了长输管网中多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量，从而基于上游节点天然气组分所占的比例以及相应管段的管输量，获取该上游节点输送至下游节点的相应组分的流量，将每个上游节点向该下游节点输送的相应组分的流量相加，就能得到该下游节点对应的天然气中相应组分的流量，依次类推能够得到用户端的每种组分的流量，从而得到用户端各组分所占的比例，从而不再对用户端的天然气进行测量的步骤，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点组分属性，省时省力，时效性高。
图2是本申请实施例提供的一种天然气气体组分确定方法的流程图，请参见图2，该方法可以由计算机设备执行，该方法包括：
201.获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量。
其中，长输管网的作用是将天然气产地的天然气输送至各个用户端，由于天然气产地众多，用户端众多，与用户端的之间的距离较长，且在气源和用户端之间还有许多的场站，因此，长输管网的结构复杂，长输管线包括：多个节点和节点之间的管线，节点也具有多种类型，节点类型包括：多个气源、多个场站以及多个用户端。
管网中的节点具有多种类型，包括气源节点、场站节点和用户节点，气源节点表示实际的油气田、采气时的储气库或进口管道气的进口点，场站节点表示管线上的压气站、分输站、集气站等发生气体交换的站点，用户节点表示天然气直供用户或进气时的储气库。其中，气源节点用于向后续的管线中输送天然气，可以从气源节点处获取气源节点的气体流量、天然气的节点组分属性。进一步的，各个气源输送的天然气的来源也可能不同，不同气源输出的天然气可以是常规气、页岩气、煤制气、煤层气等多种气体。
各节点之间的连接顺序能够表示各节点之间天然气的流动路径。
各管段的管输量为管段允许的流通的气体流量，一般由管道内径以及管道的承压性能决定。
该步骤中获取的管网结构可以参见图3，图3是本申请实施例提供的一种多气源天然气管输模型图，图3中，S1、S2、S3为气源节点，U1、U2、U3、U4为用户节点，n1、n2、n3、n4、n5、n6为场站节点，L1、L2、L3、L4、L5、L6为管段，用来连接节点，其箭头方向表示实际的天然气流动方向，线段属性包括上游节点集合、下游节点集合、管输量。其数据输入可以是包括表1，表1为管段的输入数据。
表1
名称 上游节点 下游节点 管输量
L1 n1 n2 100
L2 n2 n3 100
L3 n2 n5 170
L4 n5 n3 0
L5 n4 n5 160
L6 n5 n6 210
L7 S1 n1 100
L8 S2 n2 220
L9 S3 n4 160
L10 n2 U1 50
L11 n3 U2 100
L12 n5 U3 120
L13 n6 U4 210
202.基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点组分属性，该节点组分属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各组分所占的比例。
其中，气体流量即标准大气压下，单位时间内流过的气体的体积；天然气的节点组分属性包括天然气的组成成分以及各组成成分的占比，天然气的组成成分包括：甲烷、乙烷、丙烷和其他气体。其数据输入可以还包括表2，表2为气源节点的输入数据。
表2
Figure BDA0002996503770000081
在本方法的实施过程中，天然气的流量、组分以及各组分所占的比例可以是作为天然气的标签，随天然气在管道中的流动，上述标签始终伴随对应的天然气，为后续获取任意节点对应的天然气各组分所占比例提供计算基础。利用多气源管网的天然气资源标签化方法，可以梳理各气源的天然气在管网中的掺混过程和流通路径，计算各节点、管段的各组分所占的比例。
203.基于该管网结构，获取待测用户端的入度值，该入度值为流向该待测用户端的管线的数量。
在该步骤中，获取的入度值用于辅助确定节点是否迭代计算完成。
在一种可能实现方式中，采用广度优先遍历算法，确定该长输管网中各节点之间推导计算的顺序。广度优先遍历算法(Breadth First Search，BFS)是连通图的一种遍历算法，是一种盲目搜寻法，目的是系统地展开并检查图中的所有节点，以找寻结果。换句话说，它是采用彻底地搜索整张图的方式找到结果。基本过程为：从根节点开始，沿着树(图)的宽度遍历树(图)的节点。如果所有节点均被访问，则算法中止。一般用队列数据结构来辅助实现BFS算法。
下面该广度优先遍历算法采用的队列数据结构进行介绍：
该步骤中可以采用先进先出队列(First Input First Output，FIFO)，FIFO队列的特征是只允许在一端进行插入操作(队尾)，在另一端进行删除操作(队头)，从而保证先进入队列的元素，能够先出来。在该方法中，先将已经确定了各组分所占的比例的节点(即气源节点)添加到FIFO队列。计算过程中，每一次循环从FIFO队列的队头取出一个节点，推导该节点的所有下游节点的属性信息。如果发现某个下游节点的入度值变为0，即各组分所占的比例已经确定，就将该节点添加到FIFO队列的队尾。从而确定了管网中节点之间推导计算的先后顺序。
204.每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。
在该步骤中，每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。当该待测用户端的入度值为0时，表示该节点的气源组成已经确定。如果入度值不为0，表示该节点的气源组成还没有确定，继续累加计算剩余的上游节点气体流量。
进一步地，还可以获各节点的出度边，出度边表示所有流出某个节点的管线的数量，每计算一个上游节点向下游节点输送的天然气组分，则该上游节点的出度边减1，直至出度边为0，则表示该上游节点已被计算完成，从而完善广度优先遍历算法的计算过程。如果出度边不为0，表示该节点向下游输送的气源组成还没有确定，继续保留该节点的节点组分属性以待计算下游节点的节点组分属性。
205.基于关系式1和关系式2，获取该待测用户端的节点组分属性。
Figure BDA0002996503770000101
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000102
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000103
表示A节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000104
式中，
Figure BDA0002996503770000105
表示B节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000106
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量；
其中，i＝1，2，…，n，n为组分的总数。
在该步骤中，节点组分属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各组分所占的比例。上述步骤中的
Figure BDA0002996503770000107
即为节点的气体流量，
Figure BDA0002996503770000108
即为节点对应的天然气中各组分所占的比例。
在该步骤中，假设天然气在管网中输送时，始终处于稳态，满足气体流量平衡约束，并且不同管线相交时，管线内的天然气均匀掺混，然后输向下游节点或用户。已知信息包括所有气源节点的气体流量、天然气的组分及各组分所占的比例，所有节点的入度值、出度边集合，所有管段的上游节点集合、下游节点集合、管输量。在此基础上，迭代计算每个场站、每个用户、每条管段的各组分所占的比例。其迭代推导过程如图4所示，图4是本申请实施例提供的一种推导计算过程示意图。
在图4中，箭头方向表示管段中天然气的流动方向，节点变成实心表示该节点的天然气的各组分所占的比例已经确定。在节点中，A和D表示气源，气源节点的供气体流量和各组分所占的比例为已知信息。在迭代计算其他节点时，只有某节点的所有上游节点数据信息均已经确定(节点变成实心)后，才能计算该节点的各组分所占的比例。因此在图4中，推导计算的顺序为(A,D)->(C)->(B，E)->(F)。在多气源管网的天然气资源标签化方法中，通过采用广度优先遍历算法(BFS)，来确定管网中节点之间推导计算的先后顺序。
节点的气源组成是否迭代计算完成，通过节点组分属性中的入度值进行判断。每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。当该待测用户端的入度值为0时，表示该节点的气源组成已经确定。如果入度值不为0，表示该节点的气源组成还没有确定，继续累加计算剩余的上游节点气体流量。
在图4(2)中，A、C节点的属性信息已经确定，并且A∈T(B)，C∈T(B)，即A、C是流向B的节点。在通过A、C节点的属性信息推导B节点的属性信息时，先计算A节点传递给B节点的气源气体流量，用
Figure BDA0002996503770000111
和
Figure BDA0002996503770000112
分别表示A节点对应的天然气中i气源的气体流量和比例，用
Figure BDA0002996503770000113
和
Figure BDA0002996503770000114
分别表示B节点对应的天然气中i气源的气体流量和比例，其中，i＝1,2，…，n，n为气源的数量。用qAB表示A和B之间管段的管输量，则在已知A节点气源组成的情况下，B节点对应的天然气中i气源的气体流量迭代计算公式为关系式1。
同理，再累加计算C节点传递给B节点的气源气体流量。其中，
Figure BDA0002996503770000115
初始值为0，
Figure BDA0002996503770000116
表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点。当B节点的气源组成确定后，B节点的气源气体流量比例计算公式为关系式2。
节点的气源组成是否迭代计算完成，通过节点组分属性中的入度值进行判断。每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。当该待测用户端的入度值为0时，表示该节点的气源组成已经确定。如果入度值不为0，表示该节点的气源组成还没有确定，继续累加计算剩余的上游节点气体流量。
在上述计算过程中，如果用
Figure BDA0002996503770000117
和
Figure BDA0002996503770000118
分别表示A节点天然气中i组分的气体流量和比例，用
Figure BDA0002996503770000119
和
Figure BDA00029965037700001110
分别表示B节点天然气中i组分的气体流量和比例，整个计算过程即表示管网中气体组分比例的推导计算过程。气体组分比例迭代推导过程的流程图如图5所示，图5是本申请实施例提供的一种气源构成比例和气体组成比例迭代推导过程的流程图。其数据输出可以是如表3所示，表3为用户节点的输出结果。
表3
Figure BDA0002996503770000121
该步骤中的关系式1是上游节点的天然气组分获取下游节点的天然气组分的关系式，基于关系式1以及上述广度优先遍历算法，可以获取待测用户端B节点的各天然气组分的流量，在基于关系式2获取其中任意一种组分所占的比例即可。
在一种可能实现方式中，该i组分为甲烷、乙烷、丙烷和其他气体中的任意一个。具体需要获取什么组分可以根据需要进行设定，本实施例对此不作限定。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
本申请实施例提供的天然气气体组分确定方法，通过获取天然气的长输管网的管网结构，也即是得到了长输管网中多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量，从而基于上游节点天然气组分所占的比例以及相应管段的管输量，获取该上游节点输送至下游节点的相应组分的流量，将每个上游节点向该下游节点输送的相应组分的流量相加，就能得到该下游节点对应的天然气中相应组分的流量，依次类推能够得到用户端的每种组分的流量，从而得到用户端各组分所占的比例，从而不再对用户端的天然气进行测量的步骤，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点组分属性，省时省力，时效性高。
本方向中的步骤可以理解为将天然气的各组分贴标签，各组分带着对应的标签在管线中流动，有利于对天然气进行追踪，可以在明晰各节点和管段的各组分所占的比例的基础上，进一步计算分析管输过程中各环节的各组分所占的比例变化情况，实现对各环节的天然气热值分析，并作为多种气体能源掺混输送的商业计算基础，为管输能源经营企业提供精准化、数字化、智能化销售服务，促进非常规能源产业的健康发展。
多气源管网的天然气资源标签化方法将管网规划和广度优先遍历算法相结合，能够有效追踪各气源的天然气在管网中的流通路径，计算出管网中每个节点的天然气的各组分所占的比例。
其适用范围和应用前景包括以下七个方面：
(1)在包含1576个节点、2120个管段的管网中，该方法的求解时间在0.2秒钟左右。随着节点数量和管段数量的增加，该方法的求解时间呈线性增长。因此可以显著预期，该方法可以有效应用于实际的管输过程分析中，并能够充分适应更大规模的管网结构；
(2)该方法解决了不同气源天然气进入复杂管网后流通路径和气体组分变化难以预测的问题。未来的天然气管网是多种气体能源混合输送，本方法是解决该类问题的重要基础；
(3)将天然气在各个生产运输环节的流通路径进行梳理，让每个环节的天然气都能够得到清晰的审查和追溯，可以有效计算各环节的天然气成本，增强天然气价格的透明度，促进天然气价格合理化，为国家发改委制定合理的天然气基准门站价提供有效的决策支持；
(4)该方法可以明确每个终端用户用气的各组分所占的比例等基础数据，帮助天然气销售公司优化气源结构和销售策略，实现数字化精准营销，并进一步为天然气销售公司的用户价定价策略提供强力的技术支持；
(5)随着国家油气管网公司成立，天然气市场化改革进程也在不断加快，通过多气源管网的天然气资源标签化方法，可以明确天然气资源成本和销售成本之间的关联关系。并以此为依据，为油气基础设施的公平开放和第三方准入相关法律法规的制定提供合理的建设性意见，强化天然气产业链“中间”端的监管，为“两头”端的市场化创造条件；
(6)利用该技术，在实现管道天然气溯源的基础上，可以参考电网的可追溯电绿证技术，鼓励开展非常规气绿证，促进非常规能源的发展；
(7)该方法还可以用于辅助客户分析、市场分析、需求预测、战略规划等课题的研究。
图6是本申请实施例提供的一种天然气气源构成确定方法的流程图，请参见图6，该方法可以由计算机设备执行，该方法包括：
601.获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量。
602.基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点气源属性，该节点气源属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各气源所占的比例。
603.基于关系式3和关系式4，获取该待测用户端的节点气源属性。
Figure BDA0002996503770000141
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000142
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000143
表示A节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000144
式中，
Figure BDA0002996503770000145
表示B节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000146
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量；
其中，j＝1，2，…,f，f为气源的总数。
在一种可能实现方式中，该基于关系式3和关系式4，获取该待测用户端的节点气源属性之前，该方法还包括：
基于该管网结构，获取待测用户端的入度值，该入度值为流向该待测用户端的管线的数量；
每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。
在一种可能实现方式中，采用广度优先遍历算法，确定该长输管网中各节点之间推导计算的顺序。
在一种可能实现方式中，该待测用户端上游节点包括气源节点和场站节点。
本申请实施例提供的天然气气源构成确定方法，通过获取天然气的长输管网的管网结构，也即是得到了长输管网中多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量，从而基于上游节点天然气气源所占的比例以及相应管段的管输量，获取该上游节点输送至下游节点的相应气源的流量，将每个上游节点向该下游节点输送的相应气源的流量相加，就能得到该下游节点对应的天然气中相应气源的流量，依次类推能够得到用户端的相应气源的流量，也能得到其他各气源的流量，从而得到用户端各气源所占的比例，从而不再对用户端的天然气进行测量的步骤，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点气源属性，省时省力，时效性高。
图7是本申请实施例提供的一种天然气气源构成确定方法的流程图，请参见图7，该方法可以由计算机设备执行，该方法包括：
701.获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量。
其中，长输管网的作用是将天然气产地的天然气输送至各个用户端，由于天然气产地众多，用户端众多，与用户端的之间的距离较长，且在气源和用户端之间还有许多的场站，因此，长输管网的结构复杂，长输管线包括：多个节点和节点之间的管线，节点也具有多种类型，节点类型包括：多个气源、多个场站以及多个用户端。
管网中的节点具有多种类型，包括气源节点、场站节点和用户节点，气源节点表示实际的油气田、采气时的储气库或进口管道气的进口点，场站节点表示管线上的压气站、分输站、集气站等发生气体交换的站点，用户节点表示天然气直供用户或进气时的储气库。其中，气源节点用于向后续的管线中输送天然气，可以从气源节点处获取气源节点的气体流量、天然气的节点气源属性。进一步的，各个气源输送的天然气的来源也可能不同，不同气源输出的天然气可以是常规气、页岩气、煤制气、煤层气等多种气体。在一种可能实现方式中，该待测用户端上游节点包括气源节点和场站节点。
各节点之间的连接顺序能够表示各节点之间天然气的流动路径。
各管段的管输量为管段允许的流通的气体流量，一般由管道内径以及管道的承压性能决定。
该步骤中获取的管网结构可以参见图3，图3是本申请实施例提供的一种多气源天然气管输模型图，图3中，S1、S2、S3为气源节点，U1、U2、U3、U4为用户节点，n1、n2、n3、n4、n5、n6为场站节点，L1、L2、L3、L4、L5、L6为管段，用来连接节点，其箭头方向表示实际的天然气流动方向，线段属性包括上游节点集合、下游节点集合、管输量。其数据输入可以是包括表1，表1为管段的输入数据。
表1
名称 上游节点 下游节点 管输量
L1 n1 n2 100
L2 n2 n3 100
L3 n2 n5 170
L4 n5 n3 0
L5 n4 n5 160
L6 n5 n6 210
L7 S1 n1 100
L8 S2 n2 220
L9 S3 n4 160
L10 n2 U1 50
L11 n3 U2 100
L12 n5 U3 120
L13 n6 U4 210
702.基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点气源属性，该节点气源属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各气源所占的比例。
其中，气体流量即标准大气压下，单位时间内流过的气体的体积；天然气的节点气源属性包括节点的气源组成以及各气源的占比。其数据输入可以还包括表2，表2为气源节点的输入数据。
表2
Figure BDA0002996503770000161
Figure BDA0002996503770000171
在本方法的实施过程中，天然气的流量、气源以及各气源所占的比例可以是作为天然气的标签，随天然气在管道中的流动，上述标签始终伴随对应的天然气，为后续获取任意节点对应的天然气各气源所占的比例提供计算基础。利用多气源管网的天然气资源标签化方法，可以梳理各气源的天然气在管网中的掺混过程和流通路径，计算各节点、管段的各气源所占的比例。
703.基于该管网结构，获取待测用户端的入度值，该入度值为流向该待测用户端的管线的数量。
在该步骤中，获取的入度值用于辅助确定节点是否迭代计算完成。
在一种可能实现方式中，采用广度优先遍历算法，确定该长输管网中各节点之间推导计算的顺序。广度优先遍历算法(Breadth First Search，BFS)是连通图的一种遍历算法，是一种盲目搜寻法，目的是系统地展开并检查图中的所有节点，以找寻结果。换句话说，它是采用彻底地搜索整张图的方式找到结果。基本过程为：从根节点开始，沿着树(图)的宽度遍历树(图)的节点。如果所有节点均被访问，则算法中止。一般用队列数据结构来辅助实现BFS算法。
下面该广度优先遍历算法采用的队列数据结构进行介绍：
该步骤中可以采用先进先出队列(First Input First Output，FIFO)，FIFO队列的特征是只允许在一端进行插入操作(队尾)，在另一端进行删除操作(队头)，从而保证先进入队列的元素，能够先出来。在该方法中，先将已经确定了各气源所占的比例的节点(即气源节点)添加到FIFO队列。计算过程中，每一次循环从FIFO队列的队头取出一个节点，推导该节点的所有下游节点的属性信息。如果发现某个下游节点的入度值变为0，即各气源所占的比例已经确定，就将该节点添加到FIFO队列的队尾。从而确定了管网中节点之间推导计算的先后顺序。
704.每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。
在该步骤中，每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。当该待测用户端的入度值为0时，表示该节点的气源组成已经确定。如果入度值不为0，表示该节点的气源组成还没有确定，继续累加计算剩余的上游节点气体流量。
进一步地，还可以获各节点的出度边，出度边表示所有流出某个节点的管线的数量，每计算一个上游节点向下游节点输送的节点的气源组成，则该上游节点的出度边减1，直至出度边为0，则表示该上游节点已被计算完成，从而完善广度优先遍历算法的计算过程。如果出度边不为0，表示该节点向下游输送的气源组成还没有确定，继续保留该节点的节点气源属性以待计算下游节点的节点气源属性。
705.基于关系式3和关系式4，获取该待测用户端的节点气源属性。
Figure BDA0002996503770000181
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000182
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000183
表示A节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000184
式中，
Figure BDA0002996503770000185
表示B节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000186
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量；
其中，j＝1,2,…,f，f为气源的总数。
在该步骤中，节点气源属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各气源所占的比例。上述步骤中的
Figure BDA0002996503770000187
即为节点的气体流量，
Figure BDA0002996503770000188
即为节点对应的天然气中各气源所占的比例。
在该步骤中，假设天然气在管网中输送时，始终处于稳态，满足气体流量平衡约束，并且不同管线相交时，管线内的天然气均匀掺混，然后输向下游节点或用户。已知信息包括所有气源节点的气体流量、节点的气源组成及各气源所占的比例，所有节点的入度值、出度边集合，所有管段的上游节点集合、下游节点集合、管输量。在此基础上，迭代计算每个场站、每个用户、每条管段的各气源所占的比例。其迭代推导过程如图4所示，图4是本申请实施例提供的一种推导计算过程示意图。
在图4中，箭头方向表示管段中天然气的流动方向，节点变成实心表示该节点的天然气的各气源所占的比例已经确定。在节点中，A和D表示气源，气源节点的供气体流量和各气源所占的比例为已知信息。在迭代计算其他节点时，只有某节点的所有上游节点数据信息均已经确定(节点变成实心)后，才能计算该节点的各气源所占的比例。因此在图4中，推导计算的顺序为(A,D)->(C)->(B，E)->(F)。在多气源管网的天然气资源标签化方法中，采用广度优先遍历算法，确定该长输管网中各节点之间推导计算的顺序。
节点的气源组成是否迭代计算完成，通过节点气源属性中的入度值进行判断。每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。当该待测用户端的入度值为0时，表示该节点的气源组成已经确定。如果入度值不为0，表示该节点的气源组成还没有确定，继续累加计算剩余的上游节点气体流量。
在图4(2)中，A、C节点的属性信息已经确定，并且A∈T(B)，C∈T(B)，即A、C是流向B的节点。在通过A、C节点的属性信息推导B节点的属性信息时，先计算A节点传递给B节点的气源气体流量，用
Figure BDA0002996503770000191
和
Figure BDA0002996503770000192
分别表示A节点对应的天然气中j气源的气体流量和比例，用
Figure BDA0002996503770000193
和
Figure BDA0002996503770000194
分别表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量和比例，其中，j＝1,2,…,f，f为气源的数量。用qAB表示A和B之间管段的管输量，则在已知A节点气源组成的情况下，B节点对应的天然气中j气源的气体流量迭代计算公式为关系式3。
同理，再累加计算C节点传递给B节点的气源气体流量。其中，
Figure BDA0002996503770000195
初始值为0，
Figure BDA0002996503770000196
表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点。当B节点的气源组成确定后，B节点的气源气体流量比例计算公式为关系式4。
节点的气源组成是否迭代计算完成，通过节点气源属性中的入度值进行判断。每次累加该待测用户端的一个上游节点的气体流量，则该待测用户端的入度值减1。当该待测用户端的入度值为0时，表示该节点的气源组成已经确定。如果入度值不为0，表示该节点的气源组成还没有确定，继续累加计算剩余的上游节点气体流量。
在上述计算过程中，如果用
Figure BDA0002996503770000197
和
Figure BDA0002996503770000198
分别表示A节点天然气中j气源的气体流量和比例，用
Figure BDA0002996503770000199
和
Figure BDA00029965037700001910
分别表示B节点天然气中j气源的气体流量和比例，整个计算过程即表示管网中气体气源比例的推导计算过程。气体气源比例迭代推导过程的流程图如图5所示，图5是本申请实施例提供的一种气源构成比例和气体组成比例迭代推导过程的流程图。其数据输出可以是如表3所示，表3为用户节点的输出结果。
表3
Figure BDA0002996503770000201
该步骤中的关系式3是上游节点的天然气气源获取下游节点的天然气气源的关系式，基于关系式3以及上述广度优先遍历算法，可以获取待测用户端B节点的各天然气气源的流量，在基于关系式4获取其中任意一种气源所占的比例即可。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
本申请实施例提供的天然气气源构成确定方法，通过获取天然气的长输管网的管网结构，也即是得到了长输管网中多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量，从而基于上游节点天然气气源所占的比例以及相应管段的管输量，获取该上游节点输送至下游节点的相应气源的流量，将每个上游节点向该下游节点输送的相应气源的流量相加，就能得到该下游节点对应的天然气中相应气源的流量，依次类推能够得到用户端的相应气源的流量，也能得到其他各气源的流量，从而得到用户端各气源所占的比例，从而不再对用户端的天然气进行测量的步骤，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点气源属性，省时省力，时效性高。
本方向中的步骤可以理解为将天然气的各气源贴标签，各气源带着对应的标签在管线中流动，有利于对天然气进行追踪，可以在明晰各节点和管段的各气源所占的比例的基础上，进一步计算分析管输过程中各环节的各气源所占的比例变化情况，实现对各环节的天然气热值分析，并作为多种气体能源掺混输送的商业计算基础，为管输能源经营企业提供精准化、数字化、智能化销售服务，促进非常规能源产业的健康发展。
多气源管网的天然气资源标签化方法将管网规划和广度优先遍历算法相结合，能够有效追踪各气源的天然气在管网中的流通路径，计算出管网中每个节点的天然气的各气源所占的比例。
其适用范围和应用前景包括以下七个方面：
(1)在包含1576个节点、2120个管段的管网中，该方法的求解时间在0.2秒钟左右。随着节点数量和管段数量的增加，该方法的求解时间呈线性增长。因此可以显著预期，该方法可以有效应用于实际的管输过程分析中，并能够充分适应更大规模的管网结构；
(2)该方法解决了不同气源天然气进入复杂管网后流通路径和气体气源变化难以预测的问题。未来的天然气管网是多种气体能源混合输送，本方法是解决该类问题的重要基础；
(3)将天然气在各个生产运输环节的流通路径进行梳理，让每个环节的天然气都能够得到清晰的审查和追溯，可以有效计算各环节的天然气成本，增强天然气价格的透明度，促进天然气价格合理化，为国家发改委制定合理的天然气基准门站价提供有效的决策支持；
(4)该方法可以明确每个终端用户用气的各气源所占的比例等基础数据，帮助天然气销售公司优化气源结构和销售策略，实现数字化精准营销，并进一步为天然气销售公司的用户价定价策略提供强力的技术支持；
(5)随着国家油气管网公司成立，天然气市场化改革进程也在不断加快，通过多气源管网的天然气资源标签化方法，可以明确天然气资源成本和销售成本之间的关联关系。并以此为依据，为油气基础设施的公平开放和第三方准入相关法律法规的制定提供合理的建设性意见，强化天然气产业链“中间”端的监管，为“两头”端的市场化创造条件；
(6)利用该技术，在实现管道天然气溯源的基础上，可以参考电网的可追溯电绿证技术，鼓励开展非常规气绿证，促进非常规能源的发展；
(7)该方法还可以用于辅助客户分析、市场分析、需求预测、战略规划等课题的研究。
图8是本申请实施例提供的一种天然气气体组分确定装置的结构示意图，请参见图8，应用于如上述任一种可能实现方式中提供的天然气气体组分确定方法，该装置包括：
管网获取模块801，用于获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
节点获取模块802，用于基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点组分属性，该节点组分属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各组分所占的比例；
组分获取模块803，用于基于关系式1和关系式2，获取该待测用户端的节点组分属性；
Figure BDA0002996503770000221
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000222
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000223
表示A节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000224
式中，
Figure BDA0002996503770000225
表示B节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure BDA0002996503770000226
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量；
其中，i＝1，2，…,n，n为组分的总数。
需要说明的是：上述实施例提供的天然气气体组分确定装置在天然气气体组分确定时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的天然气气体组分确定装置与天然气气体组分确定的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本申请实施例提供的天然气气体组分确定装置，通过获取天然气的长输管网的管网结构，也即是得到了长输管网中多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量，从而基于上游节点天然气组分所占的比例以及相应管段的管输量，获取该上游节点输送至下游节点的相应组分的流量，将每个上游节点向该下游节点输送的相应组分的流量相加，就能得到该下游节点对应的天然气中相应组分的流量，依次类推能够得到用户端的每种组分的流量，从而得到用户端各组分所占的比例，从而不再对用户端的天然气进行测量的步骤，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点组分属性，省时省力，时效性高。
图9是本申请实施例提供的一种天然气气源构成确定装置的结构示意图，请参见图9，提供了一种天然气气源构成确定装置，应用于如上述任一种可能实现方式中提供的天然气气源构成确定方法，该装置包括：
管网获取模块901，用于获取天然气的长输管网的管网结构，该管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
节点获取模块902，用于基于该管网结构，获取待测用户端上游节点的节点气源属性，该节点气源属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各气源所占的比例；
气源获取模块903，用于基于关系式3和关系式4，获取该待测用户端的节点气源属性；
Figure BDA0002996503770000231
式中，B节点为待测用户端，A节点为该待测用户端的上游节点，
Figure BDA0002996503770000232
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure BDA0002996503770000233
表示A节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000234
式中，
Figure BDA0002996503770000235
表示B节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure BDA0002996503770000236
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量；
其中，j＝1,2,…,f，f为气源的总数。
需要说明的是：上述实施例提供的天然气气源构成确定装置在天然气气源构成确定时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的天然气气源构成确定装置与天然气气源构成确定的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本申请实施例提供的天然气气源构成确定装置，通过获取天然气的长输管网的管网结构，也即是得到了长输管网中多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量，从而基于上游节点天然气气源所占的比例以及相应管段的管输量，获取该上游节点输送至下游节点的相应气源的流量，将每个上游节点向该下游节点输送的相应气源的流量相加，就能得到该下游节点对应的天然气中相应气源的流量，依次类推能够得到用户端的相应气源的流量，也能得到其他各气源的流量，从而得到用户端各气源所占的比例，从而不再对用户端的天然气进行测量的步骤，且在上游任意数据发生变化时，也可以及时更新用户端的节点气源属性，省时省力，时效性高。
图10是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，该计算机设备1000可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units，CPU)1001和一个或一个以上的存储器1002，其中，上述存储器1002中存储有至少一条程序代码，上述至少一条程序代码由上述处理器1001加载并执行以实现上述各个天然气气体组分确定方法或天然气气源构成确定方法实施例提供的方法。当然，该计算机设备还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该计算机设备还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。
在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括程序代码的存储器，上述程序代码可由计算机设备中的处理器执行以完成上述实施例中的天然气气体组分确定方法或天然气气源构成确定方法。例如，该计算机可读存储介质可以是只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，上述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
上述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天然气气体组分确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取天然气的长输管网的管网结构，所述管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
基于所述管网结构，获取待测用户端上游节点的节点组分属性，所述节点组分属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各组分所占的比例；
基于关系式1和关系式2，获取所述待测用户端的节点组分属性；
Figure FDA0002996503760000011
式中，B节点为待测用户端，A节点为所述待测用户端的上游节点，
Figure FDA0002996503760000012
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure FDA0002996503760000013
表示A节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure FDA0002996503760000014
式中，
Figure FDA0002996503760000015
表示B节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure FDA0002996503760000016
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量；
其中，i＝1，2，...，n，n为组分的总数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于关系式1和关系式2，获取所述待测用户端的节点组分属性之前，所述方法还包括：
基于所述管网结构，获取待测用户端的入度值，所述入度值为流向所述待测用户端的管线的数量；
每次累加所述待测用户端的一个上游节点的气体流量，则所述待测用户端的入度值减1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用广度优先遍历算法，确定所述长输管网中各节点之间推导计算的顺序。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述i组分为甲烷、乙烷、丙烷和其他气体中的任意一个。
5.一种天然气气源构成确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取天然气的长输管网的管网结构，所述管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
基于所述管网结构，获取待测用户端上游节点的节点气源属性，所述节点气源属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各气源所占的比例；
基于关系式3和关系式4，获取所述待测用户端的节点气源属性；
Figure FDA0002996503760000021
式中，B节点为待测用户端，A节点为所述待测用户端的上游节点，
Figure FDA0002996503760000022
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure FDA0002996503760000023
表示A节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure FDA0002996503760000024
式中，
Figure FDA0002996503760000025
表示B节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure FDA0002996503760000026
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量；
其中，j＝1，2，...，f，f为气源的总数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于关系式3和关系式4，获取所述待测用户端的节点气源属性之前，所述方法还包括：
基于所述管网结构，获取待测用户端的入度值，所述入度值为流向所述待测用户端的管线的数量；
每次累加所述待测用户端的一个上游节点的气体流量，则所述待测用户端的入度值减1。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用广度优先遍历算法，确定所述长输管网中各节点之间推导计算的顺序。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述待测用户端上游节点包括气源节点和场站节点。
9.一种天然气气体组分确定装置，其特征在于，应用于如权利要求1-权利要求4任一项所述的天然气气体组分确定方法，所述装置包括：
管网获取模块，用于获取天然气的长输管网的管网结构，所述管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
节点获取模块，用于基于所述管网结构，获取待测用户端上游节点的节点组分属性，所述节点组分属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各组分所占的比例；
组分获取模块，用于基于关系式1和关系式2，获取所述待测用户端的节点组分属性；
Figure FDA0002996503760000031
式中，B节点为待测用户端，A节点为所述待测用户端的上游节点，
Figure FDA0002996503760000032
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure FDA0002996503760000033
表示A节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure FDA0002996503760000034
式中，
Figure FDA0002996503760000035
表示B节点对应的天然气中i组分所占的比例；
Figure FDA0002996503760000036
表示B节点对应的天然气中i组分的气体流量；
其中，i＝1，2，...，n，n为组分的总数。
10.一种天然气气源构成确定装置，其特征在于，应用于如权利要求5-权利要求8任一项所述的天然气气源构成确定方法，所述装置包括：
管网获取模块，用于获取天然气的长输管网的管网结构，所述管网结构包括多个节点、各节点之间的管段连接顺序、各管段的管输量；
节点获取模块，用于基于所述管网结构，获取待测用户端上游节点的节点气源属性，所述节点气源属性包括：节点的气体流量、节点对应的天然气中各气源所占的比例；
气源获取模块，用于基于关系式3和关系式4，获取所述待测用户端的节点气源属性；
Figure FDA0002996503760000041
式中，B节点为待测用户端，A节点为所述待测用户端的上游节点，
Figure FDA0002996503760000042
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量，m表示已经累加计算过m个流向B节点的上游节点，m+1表示已经累加计算过m+1个流向B节点的上游节点；
qAB表示A和B之间管段的管输量；
Figure FDA0002996503760000043
表示A节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure FDA0002996503760000044
式中，
Figure FDA0002996503760000045
表示B节点对应的天然气中j气源所占的比例；
Figure FDA0002996503760000046
表示B节点对应的天然气中j气源的气体流量；
其中，j＝1，2，...，f，f为气源的总数。
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