CN115063008A - 一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，包括天然气区域划分模块、区域然气分析模块、区域管道输送质量监测分析模块、区域调度需求分析模块、区域调度安全分析模块、天然气预警分析显示模块和云存储平台。通过计算得到需要调度区域对应的调度安全评估系数，弥补了当前调度安全分析结果存在的片面性和误差性，打破了当前调度安全分析的视角单一性，进而对其进行精准全面的分析，在一定程度上提升了安全分析结果的科学依据性和严谨性，增加了安全分析结果的可信度，使得安全分析结果更具有代表性，同时还在最大限度上确保了天然气调度的安全性。

Description

一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统

技术领域

本发明涉及能源管理调度调控技术领域，具体而言，涉及一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统。

背景技术

随着人口的急剧增长，为了保障城市天然气的正常供应，减少天然气的安全事故发生，需要加强城市对天然气的调度以及调控管理，从而保证城市天然气的安全运行和有序发展。

当前对天然气进行调度调控分析时，没有对使用住户数量和各使用住户对应的人口数量进行实时监测，不仅无法精准的依据总人口数量变化和住户数量变化进行天然气调控，还在以下方面存在一定的缺陷：

管道作为天然气输送的必备通道，其在天然气的输送效率中占据着重要地位，当前在对天然气进行调度调控分析前，缺乏对天然气输送管道进行质量监测，无法保障天然气调度的效果和天然气的调度效率，从另一层面而言，还无法满足用户的使用需求和用户的使用安全，并且无法提高管道质量安全隐患排查的及时性，同时无法保障天然气调度的安全性。

当前在对天然气进行调度调控分析时，仅仅通过各区域天然气剩余量进行调度调控分析，分析维度过于单一和片面，并且通过定量式的输送方式，不仅缺乏灵活性，使天然气调度效率不高，还有可能造成天然气囤积，进而产生能源浪费，极大地降低了天然气调度的时效性和管理效率。

当前在对天然气进行调度调控分析时，没有从多维度对调度安全进行评估，属于笼统式的分析评估方式，不仅造成分析结果存在片面性和误差性，还大大降低了安全分析结果的科学依据性和严谨性，进而减少了安全分析结果的可信度，使得安全分析结果代表性不强。

发明内容

为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，包括：

天然气区域划分模块，用于对使用天然气的区域按照预设划分方式进行划分，得到各天然气子区域，并按照预设顺序依次编号为1,2,...,i,...n；

区域然气分析模块，用于统计各设定周期内对应的使用住户数量和各使用住户对应的人口数量，并从云存储平台中提取各天然气子区域在各设定周期内的天然气使用量，进而进行综合分析，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用状态评估系数；

区域管道输送质量监测分析模块，用于统计各天然气子区域中存在的天然气管道数量，同时对各天然气子区域中各天然气管道和各天然气管道内输送的天然气进行质量监测，并分别分析得到各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数和各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数；

区域调度需求分析模块，用于对各天然气子区域中当前使用量进行实时监测，并与当前输送量进行对比，得到各天然气子区域对应的使用差值，进而对各天然气子区域进行调度需求分析，得到各需要调度区域对应的调度输送量；

区域调度需求执行模块，用于基于各需要调度区域对应的调度输送量对各需要调度区域执行天然气调度；

区域调度安全分析模块，用于对各需要调度区域进行调度安全分析，得到各需要调度区域对应的调度安全评估系数；

天然气预警分析显示模块，用于对天然气管道质量、天然气质量以及各需要调度区域的调度安全进行预警分析，并进行相应的显示；

云存储平台，用于存储天然气子区域在各设定周期内的天然气使用量，并存储各天然气使用量范围对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量。

作为优选方案，所述各天然气子区域中各设定周期内对应的使用状态评估系数具体分析步骤如下：

从后台中获取各天然气子区域在各设定周期内对应的天然气输送量，并记为D′_ir,i表示为天然气子区域的编号，i＝1,2,......,n，r表示为设定周期的编号，r＝1,2,......,x；

将各天然气子区域在各设定周期内对应的各使用住户对应的人口数量进行累加，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用人口总数量；

将各天然气子区域在各设定周期内对应的天然气输送量与云存储平台中存储的各天然气输送量范围对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量进行匹配，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量；

依据公式

计算得到各天然气子区域在各设定周期对应的人口影响比例系数，

表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的人口影响比例系数，

分别表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的使用人口总数量、使用住户数量，W′_ir、Z′_ir分别表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的参考使用人口总数量、参考使用住户数量，ΔW、ΔZ分别表示为预设的允许使用人口总数量差值、允许使用住户数量差值，α₁、α₂分别表示为预设使用人口总数量、使用住户数量对应的系数因子；

依据公式

计算得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用状态评估系数，

表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的天然气使用量，ΔD表示为预设的允许使用差值。

作为优选方案，所述区域管道输送质量监测分析模块包括天然气管道质量监测分析单元和天然气质量指标分析单元。

作为优选方案，所述天然气管道质量监测分析单元用于对各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数进行分析，其具体分析步骤如下：

将各天然气管道按照预设顺序依次编号为1,2,...,j,...m，并通过管道检测仪对各天然气子区域中各天然气管道内部进行图像采集，进而从中统计各天然气子区域中各天然气管道内存在的破损处数量、堵塞处数量和锈蚀处数量，同时获取各天然气子区域中各天然气管道内各破损处对应的面积、各堵塞处对应的体积和各锈蚀处对应的面积；

从后台中获取各天然气子区域中各天然气管道的使用年限，进而依据公式

计算出各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道对应的质量评估指数，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第b个破损处对应的面积，b表示为破损处的编号，b＝1,2,......,d，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第c个堵塞处对应的体积，c表示为堵塞处的编号，c＝1,2,......,f，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第g个锈蚀处对应的面积，g表示为锈蚀处的编号，g＝1,2,......,p，

表示为第i个天然气区域中第j个天然气管道的使用年限，M′、V′、U′、N′分别表示为预设允许破损面积、允许堵塞体积、允许锈蚀面积、允许使用年限，

分别表示为预设破损面积、堵塞体积、锈蚀面积、使用年限对应的影响因子。

作为优选方案，所述天然气质量指标分析单元用于对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数进行分析，其具体分析过程如下：

通过热值仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值进行测量，通过水露点测试仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的水露点值进行测量，通过甲烷检测仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的甲烷浓度进行测量，得到各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值、水露点值和甲烷浓度；

对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值、水露点值和甲烷浓度进行综合分析，得到各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数，其具体计算公式为

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内天然气对应的达标指数，

分别表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内天然气对应热值、水露点值、甲烷浓度，R′、R″分别表示为预设的允许最大热值、允许最小热值，S′表示为预设的允许水露点值，T′、T″分别表示为预设的允许最大甲烷浓度、允许最小甲烷浓度，μ₁、μ₂、μ₃、μ₄、μ₅分别表示为预设最大热值、最小热值、水露点值、最大甲烷浓度、最小甲烷浓度对应的影响因子。

作为优选方案，所述对各天然气子区域进行调度需求分析，其具体分析步骤如下：

根据各天然气子区域对应的当前输送量和使用量，计算得出各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量；

将各天然气子区域中各设定周期内对应的使用状态评估系数进行平均，得到各天然气子区域对应的平均使用状态评估系数，并将其与预设的各使用状态评估系数对应的设定周期剩余单位使用量阈值进行匹配，得到各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量阈值；

将各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量与各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量阈值进行对比，若某天然气子区对应当天使用量大于设定周期剩余单位使用量阈值，则将该天然气子区域记为需要调度区域；

根据各需要调度区域对应设定周期剩余单位使用量阈值中的上限值，分析得到各需要调度区域对应的调度输送量，其中，各需要调度区域对应的调度输送量＝各需要调度区域对应设定周期剩余单位使用量阈值中的上限值*单次设定周期的天数-各需要调度区域对应的当前输送量。

作为优选方案，所述各需要调度区域对应的调度安全评估系数其具体计算步骤如下：

从后台中获取调度中心输送天然气到各需要调度区域对应的天然气管道，并记为目标管道，同时获取各需要调度区域中目标管道对应的长度和直径，将各需要调度区域中目标管道对应的长度和直径进行综合分析，得到各需要调度区域中目标管道对应的比例系数，并将其与设定的各种比例系数范围对应的允许损耗量进行对比，得到各需要调度区域中目标管道对应的允许损耗量，并记为γ′_i′，i′表示为需要调度区域的编号，i′＝1,2,......,n′；

同时获取各需要调度区域中目标管道对应的质量评估指数和目标管道中天然气对应的达标指数；

从后台中获取调度中心输送天然气到各需要调度区域对应的实际输送量和实际到达量，进而依据公式

计算出各需要调度区域对应的调度安全评估系数，ξ_i′表示为各需要调度区域对应的调度安全评估系数，

表示为各需要调度区域对应的实际输送量，

表示为各需要调度区域对应的实际到达量，φ_i′、

分别表示为各需要调度区域中目标管道对应的质量评估指数、目标管道中天然气对应的达标指数，q₁、q₂、q₃分别表示为预设损耗量、质量评估指数、达标指数对应的修正因子。

作为优选方案，所述对天然气管道质量、天然气质量以及各需要调度区域的调度安全进行预警分析，其具体分析步骤如下：

将各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数与预设的质量评估指数阈值进行对比，若某天然气子区域中某天然气管道对应的质量评估指数小于预设的质量评估指数阈值，则将该天然气子区域记为质量异常区域，该天然气管道记为质量异常管道；

将各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数与预设的达标指数阈值进行对比，若某天然气子区域中某天然气管道内天然气对应的达标指数小于预设的达标指数阈值，则将该天然气子区域记为然气反常区域，该天然气管道记为然气反常管道；

将各需要调度区域对应的调度安全评估系数与预设的安全评估系数阈值进行对比，若各需要调度区域对应的调度安全评估系数与小于预设的安全评估系数阈值，则将该各需要调度区域记为危险区域。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明通过管道检测仪对天然气管道的质量进行实时监测，并分析得到天然气管道对应的质量评估系数，弥补了当前缺乏对管道进行质量监测的不足，避免了因监测不及时而造成的安全隐患，有效保障了保障天然气调度的效果和天然气的调度效率，不仅在最大程度上满足了用户的使用需求和用户的使用安全，还精准有效地提高了提高管道质量安全隐患排查的及时性。

本发明通过将天然气子区域对应当天的使用量与各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量阈值进行对比分析，得到需要调度区域，并依据需要调度区域对应设定周期剩余单位使用量阈值中的上限值，分析得到需要调度区域对应的调度输送量，不仅大幅度提升了天然气调度分析的灵活性和智能性，使得天然气调度效率升高，避免了因分配不当而造成的天然气囤积，从根源上规避了能源的浪费，大幅度提升了天然气调度的时效性和管理效率。

本发明通过将需要调度区域对应的实际输送量、实际到达量和需要调度区域中目标管道对应的质量评估指数、目标管道中天然气对应的达标指数进行综合，得到需要调度区域对应的调度安全评估系数，弥补了当前调度安全分析结果存在的片面性和误差性，打破了当前调度安全分析的视角单一性，进而对其进行精准全面的分析，在一定程度上提升了安全分析结果的科学依据性和严谨性，增加了安全分析结果的可信度，使得安全分析结果更具有代表性，同时还在最大限度上确保了天然气调度的安全性。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明系统模块连接示意图。

图2为本发明区域管道输送质量监测分析模块连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，本发明提供一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，包括天然气区域划分模块、区域然气分析模块、区域管道输送质量监测分析模块、区域调度需求分析模块、区域调度需求执行模块、区域调度安全分析模块、天然气预警分析显示模块和云存储平台。

所述天然气区域划分模块分别与区域然气分析模块和区域管道输送质量监测分析模块连接，区域然气分析模块分别与区域调度需求分析模块和云存储平台连接，区域管道输送质量监测分析模块分别与区域调度安全分析模块和天然气预警分析显示模块连接，区域调度需求分析模块分别与区域调度需求执行模块和区域调度安全分析模块连接。

天然气区域划分模块，用于对使用天然气的区域按照预设划分方式进行划分，得到各天然气子区域，并按照预设顺序依次编号为1,2,...,i,...n。

区域然气分析模块，用于统计各设定周期内对应的使用住户数量和各使用住户对应的人口数量，并从云存储平台中提取各天然气子区域在各设定周期内的天然气使用量，进而进行综合分析，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用状态评估系数。

作为优选方案，所述各天然气子区域中各设定周期内对应的使用状态评估系数具体分析步骤如下：

从后台中获取各天然气子区域在各设定周期内对应的天然气输送量，并记为D′_ir,i表示为天然气子区域的编号，i＝1,2,......,n，r表示为设定周期的编号，r＝1,2,......,x；

将各天然气子区域在各设定周期内对应的各使用住户对应的人口数量进行累加，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用人口总数量；

将各天然气子区域在各设定周期内对应的天然气输送量与云存储平台中存储的各天然气输送量范围对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量进行匹配，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量；

依据公式

计算得到各天然气子区域在各设定周期对应的人口影响比例系数，

表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的人口影响比例系数，

分别表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的使用人口总数量、使用住户数量，W′_ir、Z′_ir分别表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的参考使用人口总数量、参考使用住户数量，ΔW、ΔZ分别表示为预设的允许使用人口总数量差值、允许使用住户数量差值，α₁、α₂分别表示为预设使用人口总数量、使用住户数量对应的系数因子；

需要说明的是，若某天然气子区域在某设定周期对应的使用人口总数量与其参考使用人口总数量差值越小，则表明该天然气子区域在该设定周期对应的人口影响比例系数越小，反之，则表明该天然气子区域在该设定周期对应的人口影响比例系数越大。

若某天然气子区域在某设定周期对应的使用住户数量小于其参考使用住户数量差值越小，则表明该天然气子区域在该设定周期对应的人口影响比例系数越小，反之，则表明该天然气子区域在该设定周期对应的人口影响比例系数越大。且人口影响比例系数越小越好。

依据公式

计算得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用状态评估系数，

表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的天然气使用量，ΔD表示为预设的允许使用差值。

参照图2所示，区域管道输送质量监测分析模块，用于统计各天然气子区域中存在的天然气管道数量，同时对各天然气子区域中各天然气管道和各天然气管道内输送的天然气进行质量监测，并分别分析得到各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数和各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数。

作为优选方案，所述区域管道输送质量监测分析模块包括天然气管道质量监测分析单元和天然气质量指标分析单元。

作为优选方案，所述天然气管道质量监测分析单元用于对各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数进行分析，其具体分析步骤如下：

将各天然气管道按照预设顺序依次编号为1,2,...,j,...m，并通过管道检测仪对各天然气子区域中各天然气管道内部进行图像采集，进而从中统计各天然气子区域中各天然气管道内存在的破损处数量、堵塞处数量和锈蚀处数量，同时获取各天然气子区域中各天然气管道内各破损处对应的面积、各堵塞处对应的体积和各锈蚀处对应的面积；

需要说明的是，管道检测仪是一款应用于管道内外部检测仪器，其功能是对管道的老化、破损程度、内部堵塞、锈蚀破坏分析等一系列指标作出系统直观的检测判断。检测结果主要依据图像或视频等。

从后台中获取各天然气子区域中各天然气管道的使用年限，进而依据公式

计算出各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道对应的质量评估指数，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第b个破损处对应的面积，b表示为破损处的编号，b＝1,2,......,d，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第c个堵塞处对应的体积，c表示为堵塞处的编号，c＝1,2,......,f，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第g个锈蚀处对应的面积，g表示为锈蚀处的编号，g＝1,2,......,p，

表示为第i个天然气区域中第j个天然气管道的使用年限，M′、V′、U′、N′分别表示为预设允许破损面积、允许堵塞体积、允许锈蚀面积、允许使用年限，

分别表示为预设破损面积、堵塞体积、锈蚀面积、使用年限对应的影响因子。

需要说明的是，某天然气子区域中某天然气管道对应的使用年限越长，存在的质量问题也就越多，则表明该天然气子区域中该天然气管道对应的质量评估系数越小。

作为本发明的进一步改进，本发明通过管道检测仪对天然气管道的质量进行实时监测，并分析得到天然气管道对应的质量评估系数，弥补了当前缺乏对管道进行质量监测的不足，避免了因监测不及时而造成的安全隐患，有效保障了保障天然气调度的效果和天然气的调度效率，不仅在最大程度上满足了用户的使用需求和用户的使用安全，还精准有效地提高了提高管道质量安全隐患排查的及时性。

作为优选方案，所述天然气质量指标分析单元用于对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数进行分析，其具体分析过程如下：

通过热值仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值进行测量，通过水露点测试仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的水露点值进行测量，通过甲烷检测仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的甲烷浓度进行测量，得到各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值、水露点值和甲烷浓度；

对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值、水露点值和甲烷浓度进行综合分析，得到各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数，其具体计算公式为

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内天然气对应的达标指数，

分别表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内天然气对应热值、水露点值、甲烷浓度，R′、R″分别表示为预设的允许最大热值、允许最小热值，S′表示为预设的允许水露点值，T′、T″分别表示为预设的允许最大甲烷浓度、允许最小甲烷浓度，μ₁、μ₂、μ₃、μ₄、μ₅分别表示为预设最大热值、最小热值、水露点值、最大甲烷浓度、最小甲烷浓度对应的影响因子。

区域调度需求分析模块，用于对各天然气子区域中当前使用量进行实时监测，并与当前输送量进行对比，得到各天然气子区域对应的使用差值，进而对各天然气子区域进行调度需求分析，得到各需要调度区域对应的调度输送量。

作为优选方案，所述对各天然气子区域进行调度需求分析，其具体分析步骤如下：

根据各天然气子区域对应的当前输送量和使用量，计算得出各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量；

需要说明的是，各天然气子区域对应的使用差值＝各天然气子区域对应的当前输送量-各天然气子区域对应的当前使用量。

各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量＝各天然气子区域对应的使用差值/设定周期的剩余天数。

将各天然气子区域中各设定周期内对应的使用状态评估系数进行平均，得到各天然气子区域对应的平均使用状态评估系数，并将其与预设的各使用状态评估系数对应的设定周期剩余单位使用量阈值进行匹配，得到各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量阈值；

将各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量与各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量阈值进行对比，若某天然气子区对应当天使用量大于设定周期剩余单位使用量阈值，则将该天然气子区域记为需要调度区域；

根据各需要调度区域对应设定周期剩余单位使用量阈值中的上限值，分析得到各需要调度区域对应的调度输送量，其中，各需要调度区域对应的调度输送量＝各需要调度区域对应设定周期剩余单位使用量阈值中的上限值*单次设定周期的天数-各需要调度区域对应的当前输送量。

作为本发明的进一步改进，本发明通过将天然气子区域对应当天的使用量与各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量阈值进行对比分析，得到需要调度区域，并依据需要调度区域对应设定周期剩余单位使用量阈值中的上限值，分析得到需要调度区域对应的调度输送量，不仅大幅度提升了天然气调度分析的灵活性和智能性，使得天然气调度效率升高，避免了因分配不当而造成的天然气囤积，从根源上规避了能源的浪费，大幅度提升了天然气调度的时效性和管理效率。

区域调度需求执行模块，用于基于各需要调度区域对应的调度输送量对各需要调度区域执行天然气调度。

区域调度安全分析模块，用于对各需要调度区域进行调度安全分析，得到各需要调度区域对应的调度安全评估系数。

作为优选方案，所述各需要调度区域对应的调度安全评估系数其具体计算步骤如下：

从后台中获取调度中心输送天然气到各需要调度区域对应的天然气管道，并记为目标管道，同时获取各需要调度区域中目标管道对应的长度和直径，将各需要调度区域中目标管道对应的长度和直径进行综合分析，得到各需要调度区域中目标管道对应的比例系数，并将其与设定的各种比例系数范围对应的允许损耗量进行对比，得到各需要调度区域中目标管道对应的允许损耗量，并记为γ′_i′，i′表示为需要调度区域的编号，i′＝1,2,......,n′；

需要说明的是，各需要调度区域中目标管道对应的比例系数具体计算公式为

BL_i′表示为第i′个需要调度区域中目标管道对应的比例系数，cd_i′、zj_i′分别表示为第i′个需要调度区域中目标管道对应的长度、直径，cd′、zj′分别表示为预设的管道参考长度、管道参考直径，β1、β2分别表示为预设长度、直径对应的影响因子。

需要说明的是，某需要调度区域中目标管道对应的长度或直径越大，则表示该需要调取区域中目标管道对应的比例系数越大，也就是说该需要调取区域中目标管道对应的比例系数越大对应的允许损耗量越大。

同时获取各需要调度区域中目标管道对应的质量评估指数和目标管道中天然气对应的达标指数；

从后台中获取调度中心输送天然气到各需要调度区域对应的实际输送量和实际到达量，进而依据公式

计算出各需要调度区域对应的调度安全评估系数，ξ_i′表示为各需要调度区域对应的调度安全评估系数，

表示为各需要调度区域对应的实际输送量，

表示为各需要调度区域对应的实际到达量，φ_i′、

分别表示为各需要调度区域中目标管道对应的质量评估指数、目标管道中天然气对应的达标指数，q₁、q₂、q₃分别表示为预设损耗量、质量评估指数、达标指数对应的修正因子。

需要说明的是，在天然气的实际输送过程中，若实际损耗量大于允许损耗量，则表明该需要调度区域中天然气管道存在异常，需要及时对天然气管道进行修复。

作为本发明的进一步改进，本发明通过将需要调度区域对应的实际输送量、实际到达量和需要调度区域中目标管道对应的质量评估指数、目标管道中天然气对应的达标指数进行综合，得到需要调度区域对应的调度安全评估系数，弥补了当前调度安全分析结果存在的片面性和误差性，打破了当前调度安全分析的视角单一性，进而对其进行精准全面的分析，在一定程度上提升了安全分析结果的科学依据性和严谨性，增加了安全分析结果的可信度，使得安全分析结果更具有代表性，同时还在最大限度上确保了天然气调度的安全性。

天然气预警分析显示模块，用于对天然气管道质量、天然气质量以及各需要调度区域的调度安全进行预警分析，并进行相应的显示。

作为优选方案，所述对天然气管道质量、天然气质量以及各需要调度区域的调度安全进行预警分析，其具体分析步骤如下：

将各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数与预设的质量评估指数阈值进行对比，若某天然气子区域中某天然气管道对应的质量评估指数小于预设的质量评估指数阈值，则将该天然气子区域记为质量异常区域，该天然气管道记为质量异常管道；

将各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数与预设的达标指数阈值进行对比，若某天然气子区域中某天然气管道内天然气对应的达标指数小于预设的达标指数阈值，则将该天然气子区域记为然气反常区域，该天然气管道记为然气反常管道；

将各需要调度区域对应的调度安全评估系数与预设的安全评估系数阈值进行对比，若各需要调度区域对应的调度安全评估系数与小于预设的安全评估系数阈值，则将该各需要调度区域记为危险区域。

需要说明的是，对天然气管道质量、天然气质量以及各需要调度区域的调度安全进行预警显示，具体显示方式如下：

基于质量异常区域中质量异常管道的编号进行天然气管道异常显示，基于然气反常区域中然气反常管道的编号进行天然气反常显示，基于危险区域的编号进行调度危险显示。

云存储平台，用于存储天然气子区域在各设定周期内的天然气使用量，并存储各天然气使用量范围对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，其特征在于，包括：

天然气区域划分模块，用于对使用天然气的区域按照预设划分方式进行划分，得到各天然气子区域，并按照预设顺序依次编号为1,2,...,i,...n；

区域然气分析模块，用于统计各设定周期内对应的使用住户数量和各使用住户对应的人口数量，并从云存储平台中提取各天然气子区域在各设定周期内的天然气使用量，进而进行综合分析，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用状态评估系数；

区域管道输送质量监测分析模块，用于统计各天然气子区域中存在的天然气管道数量，同时对各天然气子区域中各天然气管道和各天然气管道内输送的天然气进行质量监测，并分别分析得到各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数和各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数；

区域调度需求分析模块，用于对各天然气子区域中当前使用量进行实时监测，并与当前输送量进行对比，得到各天然气子区域对应的使用差值，进而对各天然气子区域进行调度需求分析，得到各需要调度区域对应的调度输送量；

区域调度需求执行模块，用于基于各需要调度区域对应的调度输送量对各需要调度区域执行天然气调度；

区域调度安全分析模块，用于对各需要调度区域进行调度安全分析，得到各需要调度区域对应的调度安全评估系数；

天然气预警分析显示模块，用于对天然气管道质量、天然气质量以及各需要调度区域的调度安全进行预警分析，并进行相应的显示；

云存储平台，用于存储天然气子区域在各设定周期内的天然气使用量，并存储各天然气使用量范围对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量。

2.根据权利要求1所述的一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，其特征在于：所述各天然气子区域中各设定周期内对应的使用状态评估系数具体分析步骤如下：

从后台中获取各天然气子区域在各设定周期内对应的天然气输送量，并记为D_i′_r,i表示为天然气子区域的编号，i＝1,2,......,n，r表示为设定周期的编号，r＝1,2,......,x；

将各天然气子区域在各设定周期内对应的各使用住户对应的人口数量进行累加，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用人口总数量；

将各天然气子区域在各设定周期内对应的天然气输送量与云存储平台中存储的各天然气输送量范围对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量进行匹配，得到各天然气子区域在各设定周期内对应的参考使用人口总数量和参考使用住户数量；

依据公式

计算得到各天然气子区域在各设定周期对应的人口影响比例系数，

表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的人口影响比例系数，

分别表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的使用人口总数量、使用住户数量，W′_ir、Z′_ir分别表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的参考使用人口总数量、参考使用住户数量，ΔW、ΔZ分别表示为预设的允许使用人口总数量差值、允许使用住户数量差值，α₁、α₂分别表示为预设使用人口总数量、使用住户数量对应的系数因子；

依据公式

计算得到各天然气子区域在各设定周期内对应的使用状态评估系数，

表示为第i个天然气子区域在第r个设定周期对应的天然气使用量，ΔD表示为预设的允许使用差值。

3.根据权利要求1所述的一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，其特征在于：所述区域管道输送质量监测分析模块包括天然气管道质量监测分析单元和天然气质量指标分析单元。

4.根据权利要求3所述的一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，其特征在于：所述天然气管道质量监测分析单元用于对各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数进行分析，其具体分析步骤如下：

将各天然气管道按照预设顺序依次编号为1,2,...,j,...m，并通过管道检测仪对各天然气子区域中各天然气管道内部进行图像采集，进而从中统计各天然气子区域中各天然气管道内存在的破损处数量、堵塞处数量和锈蚀处数量，同时获取各天然气子区域中各天然气管道内各破损处对应的面积、各堵塞处对应的体积和各锈蚀处对应的面积；

从后台中获取各天然气子区域中各天然气管道的使用年限，进而依据公式

计算出各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道对应的质量评估指数，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第b个破损处对应的面积，b表示为破损处的编号，b＝1,2,......,d，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第c个堵塞处对应的体积，c表示为堵塞处的编号，c＝1,2,......,f，

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内第g个锈蚀处对应的面积，g表示为锈蚀处的编号，g＝1,2,......,p，

表示为第i个天然气区域中第j个天然气管道的使用年限，M′、V′、U′、N′分别表示为预设允许破损面积、允许堵塞体积、允许锈蚀面积、允许使用年限，

分别表示为预设破损面积、堵塞体积、锈蚀面积、使用年限对应的影响因子。

5.根据权利要求4所述的一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，其特征在于：所述天然气质量指标分析单元用于对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数进行分析，其具体分析过程如下：

通过热值仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值进行测量，通过水露点测试仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的水露点值进行测量，通过甲烷检测仪实时对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的甲烷浓度进行测量，得到各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值、水露点值和甲烷浓度；

对各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的热值、水露点值和甲烷浓度进行综合分析，得到各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数，其具体计算公式为

表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内天然气对应的达标指数，

分别表示为第i个天然气子区域中第j个天然气管道内天然气对应热值、水露点值、甲烷浓度，R′、R″分别表示为预设的允许最大热值、允许最小热值，S′表示为预设的允许水露点值，T′、T″分别表示为预设的允许最大甲烷浓度、允许最小甲烷浓度，μ₁、μ₂、μ₃、μ₄、μ₅分别表示为预设最大热值、最小热值、水露点值、最大甲烷浓度、最小甲烷浓度对应的影响因子。

6.根据权利要求2所述的一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，其特征在于：所述对各天然气子区域进行调度需求分析，其具体分析步骤如下：

根据各天然气子区域对应的当前输送量和使用量，计算得出各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量；

将各天然气子区域中各设定周期内对应的使用状态评估系数进行平均，得到各天然气子区域对应的平均使用状态评估系数，并将其与预设的各使用状态评估系数对应的设定周期剩余单位使用量阈值进行匹配，得到各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量阈值；

将各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量与各天然气子区域对应的设定周期剩余单位使用量阈值进行对比，若某天然气子区对应当天使用量大于设定周期剩余单位使用量阈值，则将该天然气子区域记为需要调度区域；

根据各需要调度区域对应设定周期剩余单位使用量阈值中的上限值，分析得到各需要调度区域对应的调度输送量，其中，各需要调度区域对应的调度输送量＝各需要调度区域对应设定周期剩余单位使用量阈值中的上限值*单次设定周期的天数-各需要调度区域对应的当前输送量。

7.根据权利要求1所述的一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，其特征在于：所述各需要调度区域对应的调度安全评估系数其具体计算步骤如下：

从后台中获取调度中心输送天然气到各需要调度区域对应的天然气管道，并记为目标管道，同时获取各需要调度区域中目标管道对应的长度和直径，将各需要调度区域中目标管道对应的长度和直径进行综合分析，得到各需要调度区域中目标管道对应的比例系数，并将其与设定的各种比例系数范围对应的允许损耗量进行对比，得到各需要调度区域中目标管道对应的允许损耗量，并记为γ′_i′，i′表示为需要调度区域的编号，i′＝1,2,......,n′；

同时获取各需要调度区域中目标管道对应的质量评估指数和目标管道中天然气对应的达标指数；

从后台中获取调度中心输送天然气到各需要调度区域对应的实际输送量和实际到达量，进而依据公式

计算出各需要调度区域对应的调度安全评估系数，ξ_i′表示为各需要调度区域对应的调度安全评估系数，

表示为各需要调度区域对应的实际输送量，

表示为各需要调度区域对应的实际到达量，φ_i′、

分别表示为各需要调度区域中目标管道对应的质量评估指数、目标管道中天然气对应的达标指数，q₁、q₂、q₃分别表示为预设损耗量、质量评估指数、达标指数对应的修正因子。

8.根据权利要求1所述的一种智慧城市建设能源智能化管理调度调控系统，其特征在于：所述对天然气管道质量、天然气质量以及各需要调度区域的调度安全进行预警分析，其具体分析步骤如下：

将各天然气子区域中各天然气管道对应的质量评估指数与预设的质量评估指数阈值进行对比，若某天然气子区域中某天然气管道对应的质量评估指数小于预设的质量评估指数阈值，则将该天然气子区域记为质量异常区域，该天然气管道记为质量异常管道；

将各天然气子区域中各天然气管道内天然气对应的达标指数与预设的达标指数阈值进行对比，若某天然气子区域中某天然气管道内天然气对应的达标指数小于预设的达标指数阈值，则将该天然气子区域记为然气反常区域，该天然气管道记为然气反常管道；

将各需要调度区域对应的调度安全评估系数与预设的安全评估系数阈值进行对比，若各需要调度区域对应的调度安全评估系数与小于预设的安全评估系数阈值，则将该各需要调度区域记为危险区域。

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