CN117432946B - 结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法及系统,方法包括从燃气管网的仿真计算数据中获取燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据;所述燃气管网过渡区域指至少两个调压站共同供气的区域;利用克里金插值法,并根据燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据,计算出等压点所在管网坐标,所述等压点所在位置处任意两侧附近的管道压力趋于一致;采集等压点处的臭剂浓度,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例。本发明通过找到燃气管网过渡区域中的等压点所在管网坐标,再根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,解决管网终端用户加臭量超标或不足的问题。
Description
技术领域
本发明属于燃气监测技术领域,尤其涉及结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法及系统。
背景技术
目前国内外加臭控制主要是采用燃气流量比例前馈控制,根据燃气流量的变化调整加臭剂加入量,结合末端人工定期监测臭剂浓度,调节单位流量投入四氢噻吩比例。
现有技术中首先未考虑在燃气管网中,由于管网长度、管道吸附等作用引发的加臭剂浓度衰减;其次管网长度还会导致系统出现时滞现象,使加臭系统无法对动态变化做出即时反应,从而导致出现响应时间长等不良现象;再次也未考虑温度及系统内部不确定性对加臭剂浓度造成的影响。
系统无法消除浓度衰减、时滞、温度干扰和加臭系统内部干扰等三方面带来的影响,无法保证实时精确控制燃气管网终端用户实际的加臭剂浓度达到满足国家标准;从而导致加臭剂过量时的非必要开支和不完全燃烧造成的污染;或加臭量不足时,难以察觉燃气泄漏所带来的安全风险隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法及系统,通过找到燃气管网过渡区域中的等压点所在管网坐标,再根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,解决终端用户加臭量超标或不足的问题。
本发明第一方面公开了结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,包括以下步骤:
步骤1、从燃气管网的仿真计算数据中获取燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据;所述燃气管网过渡区域指至少两个调压站共同供气的区域;
步骤2、利用克里金插值法,并根据燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据,计算出等压点所在管网坐标,所述等压点所在位置处任意两侧附近的管道压力趋于一致;
步骤3、采集等压点处的臭剂浓度,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例。
上述结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,步骤3中,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,包括以下步骤:
步骤3-1、判断等压点处的臭剂浓度比设定浓度阈值高或低,或等于设定浓度阈值,若臭剂浓度比设定浓度阈值高,进入步骤3-2,若臭剂浓度比设定浓度阈值低,进入步骤3-3,若臭剂浓度等于设定浓度阈值,进入步骤3-4,
步骤3-2、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,降低一次调压站加臭流量比例,经过时间T2后进入步骤3-1,若否,降低一次门站加臭流量比例,然后经过时间T1后进入步骤3-1;
步骤3-3、降低一次门站加臭流量比例,提高调压站加臭流量比例,然后经过时间T2后进入步骤3-1;
步骤3-4、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,则经过时间T3后进入步骤3-1,若否,则进入步骤3-3。
上述结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,所述时间T1通过以下方法获得:
获取门站到等压点的加臭成本最低管道路径S1,根据所述加臭成本最低管道路径S1和当前管道中的燃气流速V1,计算时间T1=S1÷V1。
上述结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,所述时间T2通过以下方法获得:
获取调压站到等压点的加臭成本最低管道路径S2,根据所述加臭成本最低管道路径S2和当前管道中的燃气流速V2,计算时间T2=S2÷V2。
本发明第二方面公开了结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,包括:
压力数据获取模块,用于从燃气管网的仿真计算数据中获取燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据;所述燃气管网过渡区域指至少两个调压站共同供气的区域;
坐标计算模块,用于利用克里金插值法,并根据燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据,计算出等压点所在管网坐标,所述等压点所在位置处任意两侧附近的管道压力趋于一致;
臭剂浓度调节模块,用于根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例。
上述结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,臭剂浓度调节模块,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,包括以下步骤:
步骤3-1、判断等压点处的臭剂浓度比设定浓度阈值高或低,或等于设定浓度阈值,若臭剂浓度比设定浓度阈值高,进入步骤3-2,若臭剂浓度比设定浓度阈值低,进入步骤3-3,若臭剂浓度等于设定浓度阈值,进入步骤3-4,
步骤3-2、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,降低一次调压站加臭流量比例,经过时间T2后进入步骤3-1,若否,降低一次门站加臭流量比例,然后经过时间T1后进入步骤3-1;
步骤3-3、降低一次门站加臭流量比例,提高调压站加臭流量比例,然后经过时间T2后进入步骤3-1;
步骤3-4、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,则经过时间T3后进入步骤3-1,若否,则进入步骤3-3。
上述结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,所述时间T1通过以下方法获得:
获取门站到等压点的加臭成本最低管道路径S1,根据所述加臭成本最低管道路径S1和当前管道中的燃气流速V1,计算时间T1=S1÷V1。
上述结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,所述时间T2通过以下方法获得:
获取调压站到等压点的加臭成本最低管道路径S2,根据所述加臭成本最低管道路径S2和当前管道中的燃气流速V2,计算时间T2=S2÷V2。
本发明第三方面公开了一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法。
本发明第四方面公开了一种计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令被处理器执行时执行第一方面所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法。
本发明与现有技术相比具有以下优点:通过利用从燃气管网的仿真计算数据中获取燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据,再通过克里金插值法找到燃气管网过渡区域中的等压点所在管网坐标,采集压点处的臭剂浓度,再根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,解决管网终端用户加臭量超标或不足的问题。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1的方法流程图。
图2为燃气管网的简化示意图。
图3为本发明实施例2的系统模块图。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示,结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,包括以下步骤:
步骤1、从燃气管网的仿真计算数据中获取燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据;所述燃气管网过渡区域指至少两个调压站共同供气的区域;
步骤2、利用克里金插值法,并根据燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据,计算出等压点所在管网坐标,所述等压点所在位置处任意两侧附近的管道压力趋于一致;
步骤3、采集等压点处的臭剂浓度,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例。
需要说明的是,如图2所示,虚线圈住部分为燃气管网过渡区域,当两个调压站对该区域共同供气时,因为两个供气站输出燃气会在管道中某点相遇,在压差的作用下,燃气相遇点最终会到在管道某处停留,该点即为等压点,等压点不论相对于哪个调压站来说都属于管网末端,对此处进行臭剂浓度监测,可以很好的反映整个燃气管网其他地方的臭剂浓度,然后据此进行调节燃气管网内的加臭比例,可以很好的控制整个管网内部分用户加臭量超标或不足的问题。
实际实施中,因为臭剂浓度采集设备比较昂贵,所以只找到等压点设置臭剂浓度采集设备,可以很好的降低燃气管网臭剂浓度监测的成本。
另外,实际实施中,为了便于臭剂浓度采集设备的安装,筛选出的等压点只选择坐标为用户节点的等压点安装臭剂浓度采集设备。
例如下表中的压力数据通过克里金差值法形成压力分布得到对应的等压节点:
本实施例中,步骤3中,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,包括以下步骤:
步骤3-1、判断等压点处的臭剂浓度比设定浓度阈值高或低,或等于设定浓度阈值,若臭剂浓度比设定浓度阈值高,进入步骤3-2,若臭剂浓度比设定浓度阈值低,进入步骤3-3,若臭剂浓度等于设定浓度阈值,进入步骤3-4,
步骤3-2、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,降低一次调压站加臭流量比例,经过时间T2后进入步骤3-1,若否,降低一次门站加臭流量比例,然后经过时间T1后进入步骤3-1;
步骤3-3、降低一次门站加臭流量比例,提高调压站加臭流量比例,然后经过时间T2后进入步骤3-1;
步骤3-4、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,则经过时间T3后进入步骤3-1,若否,则进入步骤3-3。
需要说明的是,现实中,加臭量都是在门站按照当时的燃气输送流量的一定比例进行的,但门站到调压站直接的高压管路会直接连通一些燃气使用量巨大的厂区,例如电厂等,但这些燃气使用量巨大的厂区,燃气并不需要加臭来进行燃气泄露提醒(提醒速度太慢),所以输送至燃气使用量巨大的厂区的臭剂会产生巨大的浪费。
所以在调压站出增设加臭装置进行加臭,降低门站处的加臭比例,可以节省臭剂,但因为调压站处不易实现如门站处那样根据加臭流量比例进行加臭,所以需要逐步降低门站加臭流量比例,再逐步增加调压站处的加臭流量比例,最终实现精准加臭。
进一步需要说明的是,步骤3中,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例时,当一个等压点按照步骤3执行一次后,换下个等压点按照步骤3执行一次,顺序循环对每个等压点进行执行;
提高或交底调压站加臭流量比例的加臭操作,在两个调压站处交替操作。
本实施例中,所述时间T1通过以下方法获得:
获取门站到等压点的加臭成本最低管道路径S1,根据所述加臭成本最低管道路径S1和当前管道中的燃气流速V1,计算时间T1=S1÷V1。
本实施例中,所述时间T2通过以下方法获得:
获取调压站到等压点的加臭成本最低管道路径S2,根据所述加臭成本最低管道路径S2和当前管道中的燃气流速V2,计算时间T2=S2÷V2。
需要说明的是,加臭操作和燃气管网的补气操作类似,臭剂到达等压点被检测需要时间,所以通过计算时间T1和T2可以让采集到的臭剂浓度数据更加准确。
需要说明的是,时间T3可根据实际经验进行设定。
实施例2
如图3所示,结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,包括:
压力数据获取模块,用于从燃气管网的仿真计算数据中获取燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据;所述燃气管网过渡区域指至少两个调压站共同供气的区域;
坐标计算模块,用于利用克里金插值法,并根据燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据,计算出等压点所在管网坐标,所述等压点所在位置处任意两侧附近的管道压力趋于一致;
臭剂浓度调节模块,用于根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例。
本实施例中,臭剂浓度调节模块,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,包括以下步骤:
步骤3-1、判断等压点处的臭剂浓度比设定浓度阈值高或低,或等于设定浓度阈值,若臭剂浓度比设定浓度阈值高,进入步骤3-2,若臭剂浓度比设定浓度阈值低,进入步骤3-3,若臭剂浓度等于设定浓度阈值,进入步骤3-4,
步骤3-2、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,降低一次调压站加臭流量比例,经过时间T2后进入步骤3-1,若否,降低一次门站加臭流量比例,然后经过时间T1后进入步骤3-1;
步骤3-3、降低一次门站加臭流量比例,提高调压站加臭流量比例,然后经过时间T2后进入步骤3-1;
步骤3-4、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,则经过时间T3后进入步骤3-1,若否,则进入步骤3-3。
本实施例中,所述时间T1通过以下方法获得:
获取门站到等压点的加臭成本最低管道路径S1,根据所述加臭成本最低管道路径S1和当前管道中的燃气流速V1,计算时间T1=S1÷V1。
本实施例中,所述时间T2通过以下方法获得:
获取调压站到等压点的加臭成本最低管道路径S2,根据所述加臭成本最低管道路径S2和当前管道中的燃气流速V2,计算时间T2=S2÷V2。
需要说明的是,时间T3可根据实际经验进行设定。
本实施例所提供的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,其实现原理及产生的技术效果和实施例1提供的方法实施例相同,为简要描述,系统实施例未提及之处,可参考实施例1中相应内容。
实施例2
电子设备,包括:至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行实施例1中所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法。
实施例3
计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令被处理器执行时,执行实施例1所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、从燃气管网的仿真计算数据中获取燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据;所述燃气管网过渡区域指至少两个调压站共同供气的区域;
步骤2、利用克里金插值法,并根据燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据,计算出等压点所在管网坐标,所述等压点所在位置处任意两侧附近的管道压力趋于一致;
步骤3、采集等压点处的臭剂浓度,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例。
2.按照权利要求1所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,其特征在于,步骤3中,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,包括以下步骤:
步骤3-1、判断等压点处的臭剂浓度比设定浓度阈值高或低,或等于设定浓度阈值,若臭剂浓度比设定浓度阈值高,进入步骤3-2,若臭剂浓度比设定浓度阈值低,进入步骤3-3,若臭剂浓度等于设定浓度阈值,进入步骤3-4,
步骤3-2、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,降低一次调压站加臭流量比例,经过时间T2后进入步骤3-1,若否,降低一次门站加臭流量比例,然后经过时间T1后进入步骤3-1;
步骤3-3、降低一次门站加臭流量比例,提高调压站加臭流量比例,然后经过时间T2后进入步骤3-1;
步骤3-4、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,则经过时间T3后进入步骤3-1,若否,则进入步骤3-3。
3.按照权利要求2所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,其特征在于,所述时间T1通过以下方法获得:
获取门站到等压点的加臭成本最低管道路径S1,根据所述加臭成本最低管道路径S1和当前管道中的燃气流速V1,计算时间T1=S1÷V1。
4.按照权利要求2所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法,其特征在于,所述时间T2通过以下方法获得:
获取调压站到等压点的加臭成本最低管道路径S2,根据所述加臭成本最低管道路径S2和当前管道中的燃气流速V2,计算时间T2=S2÷V2。
5.结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,其特征在于,包括:
压力数据获取模块,用于从燃气管网的仿真计算数据中获取燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据;所述燃气管网过渡区域指至少两个调压站共同供气的区域;
坐标计算模块,用于利用克里金插值法,并根据燃气管网过渡区域中各个用户节点的压力数据,计算出等压点所在管网坐标,所述等压点所在位置处任意两侧附近的管道压力趋于一致;
臭剂浓度调节模块,用于根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例。
6.按照权利要求5所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,其特征在于,臭剂浓度调节模块,根据等压点处的臭剂浓度调节燃气管网内的加臭比例,包括以下步骤:
步骤3-1、判断等压点处的臭剂浓度比设定浓度阈值高或低,或等于设定浓度阈值,若臭剂浓度比设定浓度阈值高,进入步骤3-2,若臭剂浓度比设定浓度阈值低,进入步骤3-3,若臭剂浓度等于设定浓度阈值,进入步骤3-4,
步骤3-2、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,降低一次调压站加臭流量比例,经过时间T2后进入步骤3-1,若否,降低一次门站加臭流量比例,然后经过时间T1后进入步骤3-1;
步骤3-3、降低一次门站加臭流量比例,提高调压站加臭流量比例,然后经过时间T2后进入步骤3-1;
步骤3-4、判断门站加臭流量比例是否降至设定值,若是,则经过时间T3后进入步骤3-1,若否,则进入步骤3-3。
7.按照权利要求6所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,其特征在于,所述时间T1通过以下方法获得:
获取门站到等压点的加臭成本最低管道路径S1,根据所述加臭成本最低管道路径S1和当前管道中的燃气流速V1,计算时间T1=S1÷V1。
8.按照权利要求6所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭系统,其特征在于,所述时间T2通过以下方法获得:
获取调压站到等压点的加臭成本最低管道路径S2,根据所述加臭成本最低管道路径S2和当前管道中的燃气流速V2,计算时间T2=S2÷V2。
9.电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-4中任一项所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法。
10.计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令被处理器执行时执行权利要求1-4中任一项所述的结合仿真的梯度分布式城镇燃气智能加臭方法。
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