CN114358453A - 天然气管网的设施增设方案确定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种天然气管网的设施增设方案确定方法、装置、计算机设备及存储介质，属于油气传输技术领域。方法包括：建立天然气管网的现有管网模型，确定该天然气管网是否具有增输能力，在此基础上，结合新增用户输量，建立增输后的管网模型，通过计算找出增输后天然气管网中的瓶颈点用户，根据瓶颈点用户生成多个备选方案，将多个备选方案输入到增输后的管网模型中进行模拟，能够得出满足增输后的管网中所有用户的用气需求的方案，最终将实现参数最小的方案确定为目标设施增设方案。上述技术方案不仅解决了增输后天然气管网中瓶颈点用户的用气需求得不到满足的问题，还保证了目标设施增设方案符合目标实现条件。
Description
技术领域
本申请涉及油气传输技术领域，特别涉及一种天然气管网的设施增设方案确定方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着我国天然气产业的蓬勃发展以及天然气管网建设的不断加速，天然气用户迅速增加，然而，由于天然气管网涉及管道较多，管道连接和运行复杂，当有新增用户时，用户的用气量增加，会导致部分用户出现用气压力低或者用气量不足，用户的用气需求不能被满足。
在相关技术中，为了解决上述问题，通常会对储气库进行扩容，或者是通过优化储气库的调峰模式，来调节用气高峰时用户的用气量。
但在上述过程中，对储气库进行扩容的方案，会受储气库库容量小、建设周期长且建设地址难以临近用户市场等制约，难以解决上述问题。通过优化储气库的调峰模式的方案，也只能解决天然气管网中现有用户在用气高峰时用气压力低或用气量不足的问题，并在有新增天然气用户时，仍然无法解决上述问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种天然气管网的设施增设方案确定方法、装置、设备及存储介质，能够解决在天然气管网中新增用户后，部分用户出现用气压力低或者用气量不足的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种天然气管网的设施增设方案确定方法，所述方法包括：
基于现有用户当前输量、现有用户规划输量、气源数量、各个气源的气源参数以及现有管网的设施数据，建立现有管网模型；
根据所述现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型；
根据所述增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息；
根据所述增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后管网中存在的瓶颈点用户，所述瓶颈点用户是指用气需求不能得到满足的用户；
根据所述瓶颈点用户，生成多个第一设施增设方案；
基于所述增输后的管网模型，从所述多个第一设施增设方案中确定目标设施增设方案，所述目标设施增设方案符合目标实现条件。
另一方面，提供了一种天然气管网的设施增设方案确定装置，其特征在于，所述装置包括：
模型建立模块，用于基于现有用户当前输量、现有用户规划输量、气源数量、各个气源的气源参数以及现有管网的设施数据，建立现有管网模型；
所述模型建立模块，还用于根据所述现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型；
用气确定模块，用于根据所述增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息；
用户确定模块，用于根据所述增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后管网中存在的瓶颈点用户，所述瓶颈点用户是指用气需求不能得到满足的用户；
方案生成模块，用于根据所述瓶颈点用户，生成多个第一设施增设方案；
方案确定模块，用于基于所述增输后的管网模型，从所述多个第一设施增设方案中确定目标设施增设方案，所述目标设施增设方案符合目标实现条件。
在一种可选的实现方式中，所述用气情况信息包括用气量计算值和用气压力计算值，所述用气参考信息包括用气需求量和所需最小压力，所述用户确定模块，用于：
当第一用户的用气量计算值小于用气需求量，则确定所述第一用户为瓶颈点用户；
当第二用户的用气压力计算值小于所需最小压力，则确定所述第二用户为瓶颈点用户；
当第三用户的用气量计算值和用气压力计算值分别小于用气需求量和所需最小压力，则确定所述第三用户为瓶颈点用户。
在一种可选的实现方式中，所述方案确定模块，用于：
基于增输后的管网模型，对生成的多个第一设施增设方案进行模拟，得到所述第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息；
根据所述多个第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息和用气参考信息，确定多个第二设施增设方案，所述第二设施增设方案能够满足所述瓶颈点用户的用气需求；
从所述多个第二设施增设方案中，确定目标设施增设方案，所述目标设施增设方案符合目标实现条件。
另一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一段程序代码，所述至少一段程序代码由所述处理器加载并执行以实现本申请实施例中的天然气管网的设施增设方案确定方法中所执行的操作。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一段程序代码，所述至少一段程序代码由所述处理器加载并执行以实现如本申请实施例中天然气管网的设施增设方案确定方法中所执行的操作。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在本申请实施例中，提供了一种天然气管网的设施增设方案确定方法，通过建立目标区域的天然气管网的现有管网模型，确定该目标区域的天然气管网是否具有增输能力，在此基础上，结合新增用户输量，建立增输后的管网模型，并通过计算找出增输后天然气管网中的瓶颈点用户，根据瓶颈点用户生成多个备选方案，进一步的，将多个备选方案输入到增输后的管网模型中进行模拟，能够得出满足增输后的管网中所有用户的用气需求的方案，然后将实现参数最小的方案确定为目标设施增设方案，不仅解决了增输后天然气管网中瓶颈点用户的用气需求得不到满足的问题，还保证了目标设施增设方案符合目标实现条件。
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是根据本申请实施例提供的一种天然气管网的设施增设方案确定方法流程图；
图2是根据本申请实施例提供的另一种天然气管网的设施增设方案确定方法流程图；
图3是根据本申请实施例提供的一种天然气管网的设施增设方案确定方法的示例流程图；
图4是根据本申请实施例提供的一种天然气管网的设施增设方案确定装置的框图；
图5是根据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。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法的例子。
图1是根据本申请实施例提供的一种天然气管网的设施增设方案确定方法流程图，如图1所示，在本申请实施例中以应用于计算机设备为例进行说明，该天然气管网的设施增设方案确定方法包括以下步骤：
101、基于现有用户当前输量、现有用户规划输量、气源数量、各个气源的气源参数以及现有管网的设施数据，建立现有管网模型。
102、根据现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型。
可选的，在根据现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型之前，包括：
根据现有管网模型，得到现有管网中用户的用气情况信息；
根据现有管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，判断现有管网是否具有增输能力；
若现有管网具有增输能力，执行根据该现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型的步骤。
103、根据增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息。
可选的，根据增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息包括：
基于天然气管网仿真模拟软件，计算得到增输后的管网模型中各用户的用气量计算值和用气压力计算值。
104、根据增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后管网中存在的瓶颈点用户，该瓶颈点用户是指用气需求不能得到满足的用户。
可选的，该用气情况信息包括用气量计算值和用气压力计算值，该用气参考信息包括用气需求量和所需最小压力，根据增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后管网中存在的瓶颈点用户包括：
当第一用户的用气量计算值小于用气需求量，则确定该第一用户为瓶颈点用户；
当第二用户的用气压力计算值小于所需最小压力，则确定该第二用户为瓶颈点用户；
当第三用户的用气量计算值和用气压力计算值分别小于用气需求量和所需最小压力，则确定该第三用户为瓶颈点用户。
105、根据该瓶颈点用户，生成多个第一设施增设方案。
106、基于增输后的管网模型，从多个第一设施增设方案中确定目标设施增设方案，该目标设施增设方案符合目标实现条件。
可选的，基于增输后的管网模型，从多个第一设施增设方案中确定目标设施增设方案，该目标设施增设方案符合目标实现条件包括：
基于增输后的管网模型，对生成的多个第一设施增设方案进行模拟，得到该多个第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息；
根据该多个第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息和用气参考信息，确定多个第二设施增设方案，该多个第二设施增设方案能够满足瓶颈点用户的用气需求；
从多个第二设施增设方案中，确定目标设施增设方案，该目标设施增设方案符合目标实现条件。
在本申请实施例中，提供了一种天然气管网的设施增设方案确定方法，通过建立目标区域的天然气管网的现有管网模型，确定该目标区域的天然气管网是否具有增输能力，在此基础上，结合新增用户输量，建立增输后的管网模型，并通过计算找出增输后天然气管网中的瓶颈点用户，根据瓶颈点用户生成多个备选方案，进一步的，将多个备选方案输入到增输后的管网模型中进行模拟，能够得出满足增输后的管网中所有用户的用气需求的方案，然后将实现参数最小的方案确定为目标设施增设方案，不仅解决了增输后天然气管网中瓶颈点用户的用气需求得不到满足的问题，还保证了目标设施增设方案符合目标实现条件。
图2是根据本申请实施例提供的另一种天然气管网的设施增设方案确定方法的实施流程图，如图2所示，在本申请实施例中以应用于计算机设备为例进行说明。该方法包括以下步骤：
201、计算机设备获取现有用户当前输量、现有用户规划输量以及新增用户输量。
在本申请实施例中，现有用户当前输量是指目标区域的天然气管网中现有所有用户当前的总用气量。现有用户规划输量是指目标区域的天然气管网中对现有用户在一定时期内的规划输量。例如，该现有用户规划输量为现有用户在未来五年内的规划输量。新增用户输量是指在现有用户的基础上新增天然气用户后的预计总用气量。
在一种可选的实现方式中，上述现有用户当前输量的获取过程包括：计算机设备获取目标区域的区域信息，以该区域信息作为索引，在天然气管网的数据资源库中，查询目标区域的天然气管网的用户数据信息，得到该目标区域的天然气管网中现有用户的数量以及各用户的用气量，并将各用户的用气量相加，得到现有用户当前输量。
在一种可选的实现方式中，上述现有用户规划输量的获取过程包括：计算机设备获取目标区域的区域信息，以该区域信息作为索引，在天然气管网的数据资源库中，查询目标区域的天然气管网的用户数据信息，得到该目标区域的天然气管网中现有用户的数量以及各用户的规划用气量，并将各用户的规划用气量相加，得到现有用户规划输量。
在一种可选的实现方式中，上述新增用户输量的获取过程包括：计算机设备获取在目标区域的天然气管网中将要新增的用户数量，以及各个新增用户的预计用气量，将各个新增用户的预计用气量和现有用户当前输量进行相加，得到在现有用户的基础上新增天然气用户后的预计总用气量，也即是新增用户输量。
202、计算机设备获取气源数量以及各个气源的气源参数。
在本申请实施例中，该气源可以是目标区域中从气井开采出来的气田气，也可以是伴随石油一起开采出来的石油伴生气，还可以是开采煤矿时从井下煤层抽出的煤矿矿井气，等等。气源参数用于描述气源的供气情况，该气源参数为气源供气量、气源供气温度以及气源供气压力等。
在一种可选的实现方式中，计算机设备获取目标区域的区域信息，以该区域信息作为索引，在天然气管网的数据资源库中，查询目标区域的天然气管网的气源数据信息，得到目标区域中现有的气源数量以及各个气源的气源参数。
203、计算机设备获取天然气管网中现有设施数据。
在本申请实施例中，天然气管网中的现有设施数据是指天然气管网中现有硬件设施的具体参数以及各用户用气所需的最小压力。可选的，现有硬件设施的具体参数包括现有管网中输气管道的线路长度、数量、管径尺寸以及壁厚等参数信息，还包括现有的压缩机数量、现有阀室的位置和数量等参数信息。各用户用气所需的最小压力是指根据现有硬件设施的具体参数而设置的预设阈值。
在一种可选的实现方式中，计算机设备获取目标区域的区域信息，以该区域信息作为索引，在天然气管网的数据资源库中，查询目标区域的天然气管网的现有设施数据，得到该目标区域的天然气管网中现有硬件设施的具体参数以及各用户用气所需的最小压力。
需要说明的是，在本申请实施例中，计算机设备按照上述步骤201至步骤203以从前往后的顺序进行信息获取。在一种可选的实现方式中，计算机设备可以按照上述步骤201至步骤203以并行的方式进行信息获取。在另一种可选的实现方式中，计算机设备还可以按照上述步骤201至步骤203以任一顺序进行信息获取。本申请实施例对此不进行具体限制。
204、计算机设备基于现有用户当前输量、现有用户规划输量、气源数量、各个气源的气源参数以及现有设施数据，建立现有管网模型。
在本申请实施例中，计算机设备基于天然气管网仿真模拟软件，根据从上述步骤201至203中获取到的所有信息，建立现有管网模型。天然气管网仿真模拟软件可以通过真实系统的模型进行实际系统的分析和处理，是天然气管网设计、调度运行和管理的决策工具之一。
在一种可选的实现方式中，该天然气管网仿真模拟软件为SPS(Synergi PipelineSimulator)软件，该软件通过模拟仿真技术优化管道设计，可以对管道、设备和操作规程进行详细设计。
在另一种可选的实现方式中，该天然气管网仿真模拟软件为Synergi Gas软件，该软件可以用于天然气管道设计和分析，以及存在较多管网节点的城市燃气管网的水力工况分析。
205、计算机设备根据现有管网模型，得到现有管网中用户的用气情况信息。
在本申请实施例中，计算机设备基于天然气管网仿真模拟软件，计算得到现有管网模型中各用户的用气量计算值和用气压力计算值，也即是现有管网中各用户的用气情况信息。
在一种可选的实现方式中，目标区域的天然气管网中的输气管道以用户为节点分为多个管段，基于此，计算机设备计算各用户的用气量计算值和用气压力计算值的过程包括：
计算机设备根据目标区域的天然气管网中各管段的流量采用公式(1)，得到各管段之间各节点的节点流量，也即是各节点所对应的用户的用气量计算值。采用公式(2)和公式(3)对天然气管网中各管段的压力损失进行计算，得到各用户的用气压力计算值。其中，上述过程中的流量是指天然气输气量。具体计算公式(1)至(3)为：
式中：A为天然气管网的管网图的基本关联矩阵；
式中：B为天然气管网的管网图的基本回路矩阵；
0为0向量，即0＝(0，0，...，0)T；
h＝RQ2-m (3)
式中：
R是与天然气管网中输气管道的管内摩阻系数、流体物性、管径尺寸、长度有关的系数；
m为流态指数，m＝0～1。
206、计算机设备根据现有管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，判断现有管网是否具有增输能力，如果是，执行步骤207至2013，如果否，结束该处理流程。
在本申请实施例中，现有管网中用户的用气情况信息是指从上述步骤205中计算得到的各用户的用气量计算值和用气压力计算值，用户的用气参考信息是指各用户的用气需求量和所需最小压力。其中，各用户的用气需求量即为目标区域的天然气管网中各用户的用气量，各用户的所需最小压力为预设阈值。当某一用户的用气量计算值与用气需求量一致，且，该用户的用气压力计算值大于所需最小压力时，说明该用户的用气需求能够得到满足。也即是，计算机设备可以根据所得到的各用户的用气情况信息，确定目标区域的天然气管网中各用户的用气需求是否得到满足，从而确定目标区域的天然气管网是否具有增输能力。
当计算机设备确定目标区域的天然气管网具有增输能力时，执行下述步骤207至2013。当计算机设备确定目标区域的天然气管网不具有增输能力时，结束该处理流程。
207、计算机设备基于现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型。
在本申请实施例中，计算机设备基于天然气管网仿真模拟软件，在现有管网模型的基础上输入新增用户输量，建立增输后的管网模型。在一种可选的实现方式中，计算机设备将现有管网模型中的现有用户规划输量替换为新增用户输量，以得到增输后的管网模型，通过将现有用户规划输量进行替换，可以在现有管网模型的基础上直接得到增输后的管网模型，避免了重新生成管网模型，节约了计算机的计算资源。
208、计算机设备根据增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息。
在本申请实施例中，计算机设备基于天然气管网仿真模拟软件，计算得到增输后的管网模型中各用户的用气量计算值和用气压力计算值，得到增输后的管网中各用户的用气情况信息。
在一种可选的实现方式中，计算机设备计算增输后的管网中各用户用气量计算值和用气压力计算值的过程，与上述步骤205中的计算过程一致，故在此不再赘述。
209、计算机设备根据增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后的管网中存在的瓶颈点用户，该瓶颈点用户是指用气需求不能得到满足的用户。
在本申请实施例中，增输后管网中用户的用气情况信息是指从上述步骤208中计算得出的各用户的用气量计算值和用气压力计算值，用户的用气参考信息是指各用户的用气需求量和所需最小压力。其中，各用户的用气需求量包括目标区域的天然气管网中现有各个用户的用气量和新增各个用户的用气量，各用户的所需最小压力为预设阈值。
在一种可选的实现方式中，计算机设备根据增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后的管网中存在的瓶颈点用户的过程包括：当某一用户的用气量计算值与用气需求量一致，且，该用户的用气压力计算值大于所需最小压力时，该用户的用气需求能够得到满足。当某一用户的用气量计算值小于用气需求量，或者，某一用户的计算压力小于所需最小压力，再或者，某一用户的用气压力计算值和用气压力计算值分别小于用气需求量和所需最小压力，则该用户的用气需求不能达到满足，也即是，该用户为增输后的天然气管网中的瓶颈点用户。
210、计算机设备根据增输后的管网中存在的瓶颈点用户，生成多个第一设施增设方案。
在本申请实施例中，计算机设备根据增输后的管网中存在的瓶颈点用户，基于新建管道的方法和增加压缩机的方法，生成多个第一设施增设方案。
例如，所生成的多个第一设施增设方案包括以下多种：在瓶颈点用户集中的区域新建管道；在每两个瓶颈点用户之间增加压缩机；采用新建管道和增加压缩机相结合的方式。本申请对多个第一设施增设方案的生成方式不进行具体限制。
211、计算机设备通过增输后的管网模型对生成的多个第一设施增设方案进行模拟，得到各第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息。
在本申请实施例中，计算机设备利用天然气管网仿真模拟软件，将生成的多个第一设施增设方案输入到增输后的管网模型中，进行模拟，得到每个方案所对应的瓶颈点用户的用气情况信息。其中，该用气情况信息包括各瓶颈点用户的用气量计算值和用气压力计算值。
212、计算机设备根据多个第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息和用气参考信息，确定多个第二设施增设方案。
在本申请实施例中，计算机设备根据多个第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息，和瓶颈点用户的用气参考信息，确定每个第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气需求是否能够得到满足。具体确定方法与步骤209中确定用户的用气需求是否能够得到满足的方法一致，故在此不再赘述。当某一第一设施增设方案中存在某一瓶颈点用户的用气需求得不到满足的情况时，筛选掉该第一设施增设方案。当某一第一设施增设方案中所有瓶颈点用户的用气需求都能得到满足时，保留该第一设施增设方案。将保留的多个第一设施增设方案作为多个第二设施增设方案，该多个第二设施增设方案即是能够满足增输后管网中瓶颈点用户的用气需求的方案。
通过对多个第一设施增设方案的模拟来筛选掉不能够满足用气需求的方案，从而排除了一些不可用方案，使得后续所确定的方案能够保证新增用户的用气需求。
213、计算机设备从多个第二设施增设方案中，确定目标设施增设方案，该目标设施增设方案符合目标实现条件。
在本申请实施例中，计算机设备根据多个第二设施增设方案，获取每个第二设施增设方案的实现参数，基于该实现参数，确定目标设施增设方案，该目标设施增设方案符合目标实现条件。其中，该目标实现条件是指设施增设方案的实现参数最小。
需要说明的是，在本申请实施例中，计算机设备可以根据多种不同的考虑因素来确定目标设施增设方案，例如，方案的实现成本，应用前景、实现难度以及审批难度等。计算机设备可以根据一种考虑因素计算得到方案的实现参数，也可以根据不同的考虑因素分别计算得到多个数值，最终综合得到实现参数来确定目标方案。本申请实施例对方案实现参数所涉及的内容，以及实现参数的计算方法不进行具体限制。
下面以计算机设备以实现成本作为单一考虑因素为例，对计算机设备确定目标设施增设方案的过程进行说明：
计算机设备获取每个第二设施增设方案所需新增的硬件设施信息，以及施工成本信息，计算得到每个第二设施增设方案的实现成本，将其作为每个第二设施增设方案的实现参数。基于该实现参数，将实现参数最小的第二设施增设方案确定为目标设施增设方案，也即是该目标设施增设方案的实现成本最低。
下面以计算机设备将实现成本、应用前景以及实现难度作为综合考虑因素为例，对计算机设备确定目标设施增设方案的过程进行说明：
步骤1：计算机设备基于设施增设方案的实现成本、应用前景以及实现难度分别设置第一权重、第二权重以及第三权重，在一种可能示例中，考虑到方案的实现成本对方案实现的影响较大，第一权重可以取值0.6，第二权重与第三权重可以取值0.2，本申请实施例对各权重的取值不进行具体限制。
步骤2：根据每个第二设施增设方案所需新增的硬件设施信息，以及施工成本信息计算得到第一数值，该第一数值用于表示实现每个第二设施增设方案所需的实现成本，该第一数值越小，说明所对应的方案的实现成本越低。
步骤3：根据每个第二设施增设方案所覆盖的区域范围，以及该区域范围内预测可能新增的用户数量计算得到第二数值，该第二数值用于表示每个第二设施增设方案的应用前景，该第二数值越小，说明所对应的方案的应用前景越广。
步骤4：根据每个第二设施增设方案的施工难度，计算得到第三数值，该第三数值用于表示每个第二设施增设方案的实现难度，该第三数值越小，说明所对应的方案的施工难度越低。
步骤5：计算机设备根据每个第二设施增设方案的第一数值、第二数值和第三数值以及对应的权重，计算得到每个第二设施增设方案的实现参数，将实现参数最低的第二设施增设方案确定为目标设施增设方案，也即是对于每个第二设施增设方案的实现成本、应用前景以及实现难度进行了综合考虑，在保证了目标设施增设方案的实现成本较低的情况下，该目标设施增设方案的应用前景最广，且实现难度最低。
在本申请实施例中，提供了一种天然气管网的设施增设方案确定方法，通过建立目标区域的天然气管网的现有管网模型，确定该目标区域的天然气管网是否具有增输能力，在此基础上，结合新增用户输量，建立增输后的管网模型，并通过计算找出增输后天然气管网中的瓶颈点用户，根据瓶颈点用户生成多个备选方案，进一步的，将多个备选方案输入到增输后的管网模型中进行模拟，能够得出满足增输后的管网中所有用户的用气需求的方案，然后将实现参数最小的方案确定为目标设施增设方案，不仅解决了增输后天然气管网中瓶颈点用户的用气需求得不到满足的问题，还保证了目标设施增设方案符合目标实现条件。
下面结合天然气管网的实际情况，对本申请实施例提供的一种天然气管网的设施增设方案确定方法进行举例说明，例如，某天然气管网中现有用户用气量为7483.1MMSCFD，增输后的用气量为9374.4MMSCFD，分析该天然气管网增输后的瓶颈点用户，并确定符合目标实现条件的设施增设方案。如图3所示，具体步骤如下：
301、计算机设备基于现有用户当前输量、现有用户规划输量、气源数量、各个气源的气源参数以及现有设施数据，建立现有管网模型。
在本步骤中，计算机设备获取目标区域的区域信息，以该区域信息作为索引，在天然气管网的数据资源库中查询到目标区域的天然气管网中有99个用户，现有用户当前输量为7483.1MMSCFD，现有用户规划输量为五年内规划输量，为10000.0MMSCFD。天然气管网中存在8个气源，各个气源的气源参数如表1所示。以及天然气管网中现有设施数据，包括：现有管网线路总长度为3200km，现有天然气管网中的管道直径为4～52英寸，各用户需求的用气压力为2.5～3.0MPa。
表1
| 序号 | 气源 | 供气压力，MPa | 供气量，MMSCFD | 供气温度，℃ |
| 1 | 气源1 | 3.9 | -- | 35.8 |
| 2 | 气源2 | 3.9 | -- | 35.8 |
| 3 | 气源3 | 3.9 | -- | 35.8 |
| 4 | 气源4 | 3.9 | -- | 35.8 |
| 5 | 气源5 | 3.9 | -- | 35.8 |
| 6 | 气源6 | 3.9 | -- | 35.8 |
| 7 | 气源7 | -- | 1200 | 35.8 |
| 8 | 气源8 | 5.7 | 2092 | 35.8 |
计算机设备基于天然气管网仿真模拟软件，即SPS(Synergi PipelineSimulator)软件，结合上述从天然气管网的数据资源库中获取到的数据建立现有管网模型。
302、计算机设备根据现有管网模型，得到现有管网中用户的用气情况信息。
在本步骤中，计算机设备基于天然气管网仿真模拟软件，计算得到现有管网模型中各用户的用气量计算值和用气压力计算值，也即是现有管网中各用户的用气情况信息。具体计算方法与步骤205一致，故在此不再赘述。得到各用户的用气情况信息如表2所示。
表2
根据表2的计算结果，可以得出该天然气管网中现有的各个用户的用气压力计算值大于所需最小压力1～28Barg，且，各个用户的用气量计算值与用气需求量一致。可见，当前天然气管网具有增输能力。
303、计算机设备根据现有管网模型和新增用户输量9374.4MMSCFD，建立增输后的管网模型。
在本步骤中，计算机设备基于现有管网模型，采用SPS(Synergi PipelineSimulator)软件，将现有管网模型中的现有用户规划输量10000.0MMSCFD替换为新增用户输量9374.4MMSCFD。建立增输后的管网模型。
304、计算机设备根据增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息。
在本步骤中，计算机设备基于SPS(Synergi Pipeline Simulator)软件，计算得到增输后的管网模型中各用户的用气量计算值和用气压力计算值，得到增输后的管网中各用户的用气情况信息。具体计算方式与上述步骤205的计算方式一致。
305、计算机设备根据增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后的管网中存在的瓶颈点用户。
在本步骤中，计算机设备根据由上述步骤304计算得到的各用户的用气量计算值和用气压力计算值，和用户的用气参考信息确定增输后管网中存在的瓶颈点用户。具体过程为：当某一用户的用气量计算值与用气需求量一致，且，该用户的用气压力计算值大于所需最小压力时，该用户的用气需求能够得到满足。当某一用户的用气量计算值小于用气需求量，或者，某一用户的计算压力小于所需最小压力，再或者，某一用户的用气压力计算值和用气压力计算值分别小于用气需求量和所需最小压力，则该用户的用气需求不能达到满足，也即是，该用户为增输后的天然气管网中的瓶颈点用户。表3为分析得出的用气需求得不到满足的瓶颈点用户。
表3
由表3可知，有1#、6#、20#、51#、60#共5个用户的用气量不能满足要求，还有63#、64#、67#共3个用户的用气量和用气压力均不能满足要求。这些用户即为增输后天然气管网中存在的瓶颈点用户。
306、计算机设备根据增输后管网中的瓶颈点用户，生成三种设施增设方案。
在本步骤中，计算机设备根据增输后的管网中的瓶颈点用户，生成三种设施增设方案，这些方案是基于采用新建管道或者是增加压缩机的方法得出的，如表4至表6所示。
表4
| 序号 | 内容 |
| 1 | 在首站新建压缩机组，压缩机计算轴功率27.4MW。 |
| 2 | 从首站新建一条220km,52寸管线与已有TFP管线的3#阀室连接。 |
| 3 | 新建一条77km，48寸管线从TFP管线的6#阀室到已建管线S地区。 |
| 4 | 新建一条44km，30寸管线与R区的已建20寸管线并行。 |
表5
| 序号 | 内容 |
| 1 | 在中间站T站新建压缩机组，压缩机计算轴功率29.4MW。 |
| 2 | 从首站新建一条220km，52英寸管线与已有TFP管线的3#阀室连接。 |
| 3 | 新建一条77km，48英寸管线从TFP管线的6#阀室到已建管线S地区。 |
| 4 | 新建一条44km，30英寸管线与R区的已建20寸管线并行。 |
表6
| 序号 | 内容 |
| 1 | 在中间站T站新建压缩机组，压缩机计算轴功率32.MW。 |
| 2 | 新建2条168km，56英寸干线从H站到K站。 |
| 3 | 新建一条77km，48英寸管线从TFP管线的6#阀室到已建管线S地区。 |
| 4 | 新建一条44km，30英寸管线与R区的已建20寸管线并行。 |
307、计算机设备基于增输后的管网模型，从三种设施增设方案中确定目标增设方案，该目标增设方案符合目标实现条件。
在本步骤中，计算机设备利用天然气管网仿真模拟软件，将生成上述三种设施增设方案输入到增输后的管网模型中，进行模拟，得到各方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息，经过与用户的用气参考信息比较，得出三种方案均可满足增输后天然气管网中瓶颈点用户的用气需求。基于此，计算机设备对这三种方案的实现成本进行计算，结果表明，表4所示的方案所需要建设的压缩机计算轴功率最低，且新建管道线路长度最短，计算机设备计算得到的表4的方案所对应的实现成本最低，也即是实现参数最低，因此，将表4的方案定为目标设施增设方案。
在本申请实施例中，以实际情况为例，提供了一种天然气管网的设施增设方案确定方法，通过建立目标区域的天然气管网的现有管网模型，确定该目标区域的天然气管网是否具有增输能力，在此基础上，结合新增用户输量，建立增输后的管网模型，并通过计算找出增输后天然气管网中的瓶颈点用户，根据瓶颈点用户生成多个备选方案，进一步的，将多个备选方案输入到增输后的管网模型中进行模拟，能够得出满足增输后的管网中所有用户的用气需求的方案，然后将实现参数最小的方案确定为目标设施增设方案，不仅解决了增输后天然气管网中瓶颈点用户的用气需求得不到满足的问题，还保证了目标设施增设方案符合目标实现条件。
图4是根据本申请实施例提供的一种天然气管网的设施增设方案确定装置的框图，该装置用于执行上述天然气管网的设施增设方案确定方法执行时的步骤，参见图4，装置包括：模型建立模块401、用气确定模块402、用户确定模块403、方案生成模块404以及方案确定模块405。
模型建立模块401，用于基于现有用户当前输量、现有用户规划输量、气源数量、各个气源的气源参数以及现有管网的设施数据，建立现有管网模型；
该模型建立模块401，还用于根据该现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型；
用气确定模块402，用于根据该增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息；
用户确定模块403，用于根据该增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后管网中存在的瓶颈点用户，该瓶颈点用户是指用气需求不能得到满足的用户；
方案生成模块404，用于根据该瓶颈点用户，生成多个第一设施增设方案；
方案确定模块405，用于基于该增输后的管网模型，从多个第一设施增设方案中确定目标设施增设方案，该目标设施增设方案符合目标实现条件。
在一种可选的实现方式中，该用气确定模块402，还用于根据现有管网模型，得到现有管网中用户的用气情况信息。
在一种可选的实现方式中，该装置还包括：增输能力判断模块，用于根据现有管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，判断现有管网是否具有增输能力；
若该增输能力判断模块确定该现有管网具有增输能力，则触发模型建立模块执行根据现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型的步骤。
在一种可选的实现方式中，该用气确定模块402，用于：
基于天然气管网仿真模拟软件，计算得到增输后的管网模型中各用户的用气量计算值和用气压力计算值。
在一种可选的实现方式中，该用户确定模块403，用于：
当第一用户的用气量计算值小于用气需求量，则确定该第一用户为瓶颈点用户；
当第二用户的用气压力计算值小于所需最小压力，则确定该第二用户为瓶颈点用户；
当第三用户的用气量计算值和用气压力计算值分别小于用气需求量和所需最小压力，则确定该第三用户为瓶颈点用户。
在一种可选的实现方式中，该方案确定模块405，用于：
基于增输后的管网模型，对生成的多个第一设施增设方案进行模拟，得到第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息；
根据多个第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息和用气参考信息，确定多个第二设施增设方案，该多个第二设施增设方案能够满足该瓶颈点用户的用气需求；
从该多个第二设施增设方案中，确定目标设施增设方案，该目标设施增设方案符合目标实现条件。
在本申请实施例中，提供了一种天然气管网的设施增设方案确定装置，通过建立目标区域的天然气管网的现有管网模型，确定该目标区域的天然气管网是否具有增输能力，在此基础上，结合新增用户输量，建立增输后的管网模型，并通过计算找出增输后天然气管网中的瓶颈点用户，根据瓶颈点用户生成多个备选方案，进一步的，将多个备选方案输入到增输后的管网模型中进行模拟，能够得出满足增输后的管网中所有用户的用气需求的方案，然后将实现参数最小的方案确定为目标设施增设方案，不仅解决了增输后天然气管网中瓶颈点用户的用气需求得不到满足的问题，还保证了目标设施增设方案符合目标实现条件。
需要说明的是：上述实施例提供的天然气管网的设施增设方案确定装置在确定设施增设方案时，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，即将装置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管网的设施增设方案确定装置与天然气管网的设施增设方案确定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。
图5是根据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500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，能够包括一个或一个以上处理器(CentralProcessing Units，CPU)501和一个或一个以上的存储器502，其中，该存储器502中存储有至少一条程序代码，该至少一条程序代码由处理器501加载并执行以实现上述各个方法实施例提供的天然气管网的设施增设方案确定方法。当然，该计算机设备还能够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，该计算机设备还能够包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质应用于计算机设备，该计算机可读存储介质中存储有至少一段程序代码，该至少一段程序代码由处理器加载并执行以实现上述实施例的天然气管网的设施增设方案确定方法中计算机设备所执行的操作。
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，所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。
以上所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)
1.一种天然气管网的设施增设方案确定方法，其特征在于，包括：
基于现有用户当前输量、现有用户规划输量、气源数量、各个气源的气源参数以及现有管网的设施数据，建立现有管网模型；
根据所述现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型；
根据所述增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息；
根据所述增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后管网中存在的瓶颈点用户，所述瓶颈点用户是指用气需求不能得到满足的用户；
根据所述瓶颈点用户，生成多个第一设施增设方案；
基于所述增输后的管网模型，从所述多个第一设施增设方案中确定目标设施增设方案，所述目标设施增设方案符合目标实现条件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型之前，所述方法还包括：
根据现有管网模型，得到所述现有管网中用户的用气情况信息；
根据所述现有管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，判断现有管网是否具有增输能力；
若所述现有管网具有增输能力，执行所述根据所述现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息包括：
基于天然气管网仿真模拟软件，计算得到增输后的管网模型中各用户的用气量计算值和用气压力计算值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用气情况信息包括用气量计算值和用气压力计算值，所述用气参考信息包括用气需求量和所需最小压力，所述根据增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后管网中存在的瓶颈点用户包括：
当第一用户的用气量计算值小于用气需求量，则确定所述第一用户为瓶颈点用户；
当第二用户的用气压力计算值小于所需最小压力，则确定所述第二用户为瓶颈点用户；
当第三用户的用气量计算值和用气压力计算值分别小于用气需求量和所需最小压力，则确定所述第三用户为瓶颈点用户。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述增输后的管网模型，从所述多个第一设施增设方案中确定目标设施增设方案，所述目标设施增设方案符合目标实现条件包括：
基于增输后的管网模型，对生成的多个第一设施增设方案进行模拟，得到所述第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息；
根据所述多个第一设施增设方案对应的瓶颈点用户的用气情况信息和用气参考信息，确定多个第二设施增设方案，所述第二设施增设方案能够满足所述瓶颈点用户的用气需求；
从所述多个第二设施增设方案中，确定目标设施增设方案，所述目标设施增设方案符合目标实现条件。
6.一种天然气管网的设施增设方案确定装置，其特征在于，包括：
模型建立模块，用于基于现有用户当前输量、现有用户规划输量、气源数量、各个气源的气源参数以及现有管网的设施数据，建立现有管网模型；
所述模型建立模块，还用于根据所述现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型；
用气确定模块，用于根据所述增输后的管网模型，得到增输后管网中用户的用气情况信息；
用户确定模块，用于根据所述增输后管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，确定增输后管网中存在的瓶颈点用户，所述瓶颈点用户是指用气需求不能得到满足的用户；
方案生成模块，用于根据所述瓶颈点用户，生成多个第一设施增设方案；
方案确定模块，用于基于所述增输后的管网模型，从所述多个第一设施增设方案中确定目标设施增设方案，所述目标设施增设方案符合目标实现条件。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述用气确定模块，还用于根据现有管网模型，得到所述现有管网中用户的用气情况信息；
所述装置还包括：增输能力判断模块，用于根据所述现有管网中用户的用气情况信息和用户的用气参考信息，判断现有管网是否具有增输能力；
若所述增输能力判断模块确定所述现有管网具有增输能力，则触发所述模型建立模块执行所述根据所述现有管网模型和新增用户输量，建立增输后的管网模型的步骤。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述用气确定模块用于基于天然气管网仿真模拟软件，计算得到增输后的管网模型中各用户的用气量计算值和用气压力计算值。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一段程序代码，所述至少一段程序代码由所述处理器加载并执行权利要求1至5任一权利要求所述的天然气管网的设施增设方案确定方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储至少一段程序代码，所述至少一段程序代码用于执行权利要求1至5任一权利要求所述的天然气管网的设施增设方案确定方法。
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2020
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