专利名称：输气管道调度方案综合评价方法
技术领域：
本发明是一种输气管道调度方案综合评价方法。涉及管道系统技术领域。
背景技术：
近年来，围绕着多指标综合评价，其他领域的相关知识不断融入，使得多指标综合评价方法不断丰富，有关这方面的研究也不断深入。目前国内外提出的综合评价方法已有几十种之多，但总体上可归为两大类即主观赋权评价法和客观赋权评价法。前者多是采取定性的方法，由专家根据经验进行主观判断而得到权数，如层次分析法、模糊综合评判法等；后者根据指标之间的关系或各项指标的变异系数来确定权数，如灰色关联度法、TOPSIS 法、主成分分析法等。虽然可以用作综合评价的数学方法很多，但是每种方法考虑问题的侧重点不尽相同。输气管道的调度方案非常复杂，有许多指标都反映了调度方案的优劣，要将所有的因素都罗列出来，并且确定它们之间的关系几乎是不可能的。目前，对各个输气管道调度方案的优劣，主要是依靠管道运行操作人员凭借自身的经验进行评价，还没有专门针对输气管道调度方案的综合评价方法。现有技术效果依靠管道操作人员的自身经验进行调度方案的优劣评选，存在一些弊端。由于操作人员对管道运行的认识水平不同，经验水平不同，致使不同人员评选出来的调度方案的优劣不同。“油气储运”第四卷第3期发表的“输气管道调度方案综合评价方法”中，根据运行方案中管道压力的大小评价压力波动情况，采用改进的层次分析法确定输气管道调度方案综合评价指标体系的权重，采用灰色关联法对输气管道的调度方案进行综合评价，对多个调度方案的优劣作出评判。但没有公开管道利用率、储气量和用气量波动幅度的具体确定方法，没有公开计算评价指标体系权重的具体步骤，没有公开计算评价指标体系权重指标值的具体计算步骤，也没有公开输气管道调度方案综合评价方法的具体实现步骤，它是个不完整、不能实现的技术。现有调度方案评价方法中，人的影响因素太大，评价结果不客观。
发明内容
本发明的目的是发明一种为输气管道生产运行提供指导的经济、合理、安全的输气管道调度方案综合评价方法。本发明结合输气管道实际情况，以最优的运行方案为目标，构建了输气管道调度方案评价指标体系，该指标体系如
图1所示。本发明与已有技术一样，是根据运行方案中管道压力的大小对压力波动情况进行评价打分，并构造了评分公式，管道运行风险中，由于管道压力波动造成的风险值是该运行方案下最大压力与所有方案中最小压力的差值和所有方案中最大压力与最小压力差值的比值。为了保证输气管道优化运行方案评价过程的科学客观性，采用改进的层次分析法来确定输气管道调度方案综合评价指标权重，最后利用多层次灰色关联法对输气管道的调度方案进行综合评价，对多个调度方案的优劣做出评判。根据综合评价指标体系应该满足整体完备性、独立性、可测性与可比性、科学合理性、简练实用性的原则，确定综合评价指标体系应该具有以下结构(1)目标层以天然气管道最优调度方案作为目标层的指标；(2)准则层由反映目标层的指标构成；(3)指标层用来反映各准则层的具体内容，由各单元指标来体现；输气管道调度方案评价指标体系由四个准则构成⑴管道流量包括输入流量和输出流量两个指标；将实际输量、设计输量以及用户需求量进行比较，便可衡量管道的利用率；(2)调峰能力包括储气量和用气量波动幅度两个指标；储气量包括最大储气量、最小储气量、需求调峰量三个二级指标，可通过管道的压力、温度以及末段长度进行计算；而用气量波动幅度可根据用户的用气不均勻系数和管道输量确定，包括日波动幅度和月波动幅度两个二级指标；(3)运营收入包括收入和支出两个指标；收入指标包括销售单价和销售量两个二级指标；支出包括天然气购买费用、管道运行维护费用、压缩机能耗三个二级指标；(4)运营风险运营风险主要包括压缩机故障、压力波动和水合物危害三个指标；压缩机故障包括喘振和阻塞两个二级指标；压力波动包括出站压力和进站压力两个二级指标；水合物危害包括压力和温度两个二级指标；本发明的特征是采用改进的AHP层次分析法具体确定输气管道调度方案综合评价指标体系的权重值，具体确定调度方案综合评价指标体系指标值一输气管道流量、输气管道运行收益、管道的调峰能力和运营风险评价指标，用多层次灰色关联法对输气管道的调度方案进行综合评价。1.输气管道调度方案综合评价指标权重的计算权值是多指标综合评价中的一个重要因素，权值反映了该指标在系统中的地位和作用；在灰色关联分析和灰色评价中，权值是影响评价结果的重要因素之一，所以采用科学的权值分配方法对于灰色关联分析和灰色评价来说是非常重要的；现在确定的指标权重方法主要有专家打分法和AHP层次分析法；为了保证输气管道优化运行方案评价过程的科学客观性，本发明采用AHP层次分析法；1)改进的AHP层次分析法为了保证了判断矩阵的一致性，引进一种改进的基于AHP法下的权重确定方法， AHP改进算法的步骤如下(1)构造初始判断矩阵A，设A =[ ]，其中 」=Uajl
表1-1两两判断矩阵取值表
权利要求
1.一种输气管道调度方案综合评价方法，包括根据运行方案中管道压力的大小对压力波动情况进行评价打分，采用改进的层次分析法来确定输气管道调度方案综合评价指标体系的权重，最后利用多层次灰色关联法对输气管道的调度方案进行综合评价，对多个调度方案的优劣做出评判；所述调度方案综合评价指标体系的建立具有以下结构(1)目标层以天然气管道最优调度方案作为目标层的指标；(2)准则层由反映目标层的指标构成；(3)指标层用来反映各准则层的具体内容，由各单元指标来体现；所述输气管道调度方案评价指标体系由四个准则构成(1)管道流量包括输入流量和输出流量两个指标；将实际输量、设计输量以及用户需求量进行比较， 便可衡量管道的利用率；(2)调峰能力包括储气量和用气量波动幅度两个指标；储气量包括最大储气量、最小储气量、需求调峰量三个二级指标，通过管道的压力、温度以及末段长度进行计算；而用气量波动幅度根据用户的用气不均勻系数和管道输量确定，包括日波动幅度和月波动幅度两个二级指标；(3)运营收入包括收入和支出两个指标；收入指标包括销售单价和销售量两个二级指标；支出包括天然气购买费用、管道运行维护费用、压缩机能耗三个二级指标；(4)运营风险运营风险主要包括压缩机故障、压力波动和水合物危害三个指标；压缩机故障包括喘振和阻塞两个二级指标；压力波动包括出站压力和进站压力两个二级指标；水合物危害包括压力和温度两个二级指标；其特征是采用改进的AHP层次分析法具体确定输气管道调度方案综合评价指标体系的权重值，具体确定调度方案综合评价指标体系指标值一输气管道流量、输气管道运行收益、管道的调峰能力和运营风险评价指标，用多层次灰色关联法对输气管道的调度方案进行综合评价。
2.根据权利要求1所述的一种输气管道调度方案综合评价方法，其特征是所述改进的 AHP层次分析法为1)改进的AHP改进算法的步骤如下 ⑴构造初始判断矩阵A，设A = ，其中aij = Uajl 表1-1两两判断矩阵取值表赋值Xi/Xj说明1表明指标Xi与Xj相比具有同样的重要性3表明指标Xi与Xj相比，指标Xi比指标Xj稍微重要5表明指标Xi与Xj相比，指标Xi比指标Xj明显重要
3.根据权利要求1所述的一种输气管道调度方案综合评价方法，其特征是所述调度方案综合评价指标体系指标值的计算包括 1)天然气管道流量计算天然气管道的总流量是指在各个进气节点进入管道的天然气总量，用下式表示
4.根据权利要求1所述的一种输气管道调度方案综合评价方法，其特征是所述输气管道调度方案的多层次灰色关联评价是首先利用AHP法计算出各层指标相对于上层目标的权重，然后从最底层开始，在充分考虑各指标相对权重的基础上，利用关联系数与权重的乘积对该层进行综合评价，并将评价结果作为上一层次的原始指标值，构造综合关联度进行评价；1)调度方案集的建立输气管道在运行调度时，如果考虑的侧重点-流量最大、收益最大、调峰能力最大或风险最小的不一样，可以形成多种不同的输气管道运行方案在设计的各种方案中，节点压力记为PyP1,……，Ρη，节点流量记为仏…工，……，Qn，节点温度记为T0, T1,……，Tn，最后形成工艺参数集{PJ、{QJ、{TJ ；2)多层次灰色关联评价计算步骤如下(1)建立多层次指标结构体系；(2)选择合适的标度方法，构造两两比较判断矩阵；(3)采用改进的AHP求得各指标权重；(4)建立各级指标的调度方案数据集，确定最优指标序列，并对各级指标数据集进行归 一化处理，得到若干个关联系数矩阵；(5)对ニ级指标进行单层次评价；
全文摘要
本发明是一种输气管道调度方案综合评价方法。涉及管道系统技术领域。其特征是采用改进的AHP层次分析法具体确定输气管道调度方案综合评价指标体系的权重值，具体确定调度方案综合评价指标体系指标值--输气管道流量、输气管道运行收益、管道的调峰能力和运营风险评价指标，用多层次灰色关联法对输气管道的调度方案进行综合评价。本发明提供了一种为输气管道生产运行提供指导的输气管道调度方案综合评价方法，且经济、合理、安全。
文档编号F17D5/00GK102486261SQ20101058029
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者冯伟, 姜保良, 康阳, 李建廷, 李长俊, 熊辉, 苗青, 薛向东, 贾文龙, 赵佳丽 申请人:中国石油天然气股份有限公司