一种用于天然气管道的自动分输输气管理系统的制作方法

本发明涉及燃气分输管理，具体为一种用于天然气管道的自动分输输气管理系统。

背景技术：

1、天然气是一种重要的能源资源，在各个领域都有广泛的应用。为了满足不断增长的天然气需求，建设和管理高效、安全的管道输气系统变得尤为重要。

2、目前，天然气管道输送过程主要依靠人工操作和监测，而在传统的人工操作方法需要大量的人力和物力投入，劳动强度大且容易出现疏漏。其次，人工监测对于管道内部的实时信息掌握有限，缺乏准确的数据支持和分析能力，和缺乏自动化的控制功能，无法根据实时的数据进行智能调节和控制，无法保证天然气管道输气运营的稳定性。

3、为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于天然气管道的自动分输输气管理系统，以解决上述背景技术提出的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于天然气管道的自动分输输气管理系统，包括云服务器，云服务器通信连接有数据采集单元、云数据库、输气模式判定单元、输气控制单元和控制终端；

3、所述数据采集单元用于采集天然气管道的输气状态信息，并将其发送至云数据库中进行存储；

4、所述输气模式判定单元用于对天然气管道当前时间段下的输气状态进行监测，由此对天然气管道当前时间段下的输气模式进行判定分析，具体的分析过程如下：

5、s1：将每天划分成n个时段，其中，n为正整数，分析历史m天的每个时段的用气规律，即监测m天中n个时段下的用气量，再将m天中的相同时段下的输气量进行平均计算，由此得到对应的每个时段的平均输气量；

6、将每个时段的平均输气量进行标准差计算，由此得到输气需求波动值，设置输气需求波动值的波动对比阈值，若输气需求波动值大于等于预设的波动对比阈值，则触发不均匀系数输气模式，反之，若输气需求波动值小于预设的波动对比阈值，则执行步骤s2；

7、s2：监测剩余时段下的段需求输气量，并将其与预设的段设定量进行作差，由此得到段需求差值，设置端需求差阈值，并将段需求差值与预设的端需求差阈值进行比较分析，若段需求差值大于预设的端需求差阈值时，则触发剩余平均输气模式；

8、所述输气控制单元根据输出的输气模型通过控制终端对天然气管道进行输气控制操作，由此完成对天然气管道的分输控制。

9、优选地，所述不均匀系数输气模式，其具体过程如下：

10、将每个时段的平均输气量作为历史m天对应的各时段下的实际输气量，并将其记作qh，再获取历史m天中每天的总输气量，并将其记作qd，依据设定的公式：由此得到每个时段的不均匀系数xwt，其中，xwt表示为每个时段的不均匀系数，qh表示为历史m天此时段的实际输气量，qd表示为历史m天每天的总输气量；

11、获取日指定输气总量、已完成输气量以及每个时段的不均匀系数，并将三项数据代入预设的数据模型中，依据设定的公式：由此得到当前时段输气量设定值qset，其中，qa表示为日指定输气量，qutn表示为当日已完成输气累积量，xwt[i]表示为当前时段下的不均匀系数，表示为剩余各时段的不均匀系数之和；

12、计算当天各时段所占日总输气量的不均匀系数，则将当前时段的输气设定值按照当前时段的不均匀系数占剩余时段的不均匀系数和的比例进行分配；

13、分析每个时段的持续时间，若每个时段的持续时间是相等的，则瞬时流量设定值等于该时段的输气量分配值除以该时段的持续时间，由此得到瞬时流量设定值，并按照设定值对天然气管道的分输输气进行流量调节；

14、若每个时段的持续时间不相等，则将该时段的输气量分配值按照时间进行平均，即将该时段的输气量分配值除以该时段的持续时间，由此得到瞬时流量设定值，并按照设定值对天然气管道的分输输气进行流量调节。

15、优选地，所述剩余平均输气模式，其具体过程如下：

16、以当前时段为界，获取在当前时段之前的已完成的输气量和当前时段的预计输气量，并将两项数据进行作差，即剩余供气量＝已完成的输气量-当前时段的预计输气量，由此得到剩余供气量；

17、再获取剩余时间，并将剩余供气量按照剩余时间平均分配，即剩余平均量＝剩余供气量÷剩余时间，由此得到剩余平均量，即通过控制流量将剩余供气量平均分配至剩余时段内平均输送，由此完成输气的平均输送。

18、优选地，在流量调节过程中，需要实时分析输气压力状态，其具体分析过程如下：

19、实时监测输气系统的压力值，并将压力值与预设的压力限制范围进行比较分析；

20、若输气系统的压力值处于预设的压力限制范围之内，则按照剩余平均量平均分配给每个剩余时间段；

21、反之，若输气系统的压力值超出预设的压力限制范围，则触发压力保护操作，具体为，降低输气量；

22、设置时间t，并实时监测在做出压力保护操作后的时间t内的输气系统的压力值，并由此进行标准差计算，由此得到压力波动值；

23、设置压力波动值的压力波动对比阈值，并将压力波动值与预设的压力波动对比阈值进行比对分析，若压力波动值大于等于预设的压力波动对比阈值时，则触发到量停输模式，若压力波动值小于预设的压力波动对比阈值时，则按照剩余平均量平均分配给每个剩余时间段。

24、优选地，所述到量停输模式，其具体分析过程如下：

25、获取目标用气用户的目标输气量，通过气体流量计获取实时的输气量，并对其进行累加计算，由此得到实际的输气量；

26、将实际输气量与预先设定的目标输气量进行比较，若实际输气量大于等于预先设定的目标输气量时，则触发停止输气指令，并通过控制终端关闭阀门，以确保不会继续输气。

27、优选地，所述输气模式还包括恒压控制模式，其具体分析步骤如下：

28、a)获取期望稳定输气压力，并通过压力传感器持续监测输气管道的压力值，即获取当前时段下的实际输气压力值；

29、b)将实际输气压力值与设置的期望稳定输气压力进行比较，若实际输气压力值低于期望稳定输气压力，则生成输气量过小信号，则触发增加输气量以提高压力操作，即通过控制终端增大阀门开度或增加供气压力来增加输气量；

30、c)若实际输气压力值高于期望稳定输气压力，则生成输气量过大信号，则触发减少输气量以降低压力操作，并通过控制终端减小阀门开度或降低供气压力来降低输气量。

31、优选地，所述输气模式还包括补偿校正模式，其具体分析过程如下：

32、获取期望稳定输气量，并通过流量计持续监测实际输气流量；

33、将实际输气流量与设定的期望稳定输气量进行比较，并计算二者之间的偏差值；

34、若实际输气流量小于期望稳定输气量，则生成输气量不足信号，且偏差值为负值；

35、若实际输气流量大于期望稳定输气量，则生成输气量过多信号，且偏差值为正值；

36、根据计算得到的偏差值，对输气设定值进行动态补偿校正，即若偏差值为负值，则增加期望稳定输气量，以提高输气量，若偏差值为正值，则减小期望稳定输气量，以降低输气量。

37、本发明的有益效果：

38、本发明，采用自适应算法和分析模型来预测气体需求量，实现智能自动控制输气量和压力，有效降低了人工干预，减少了人为错误，提高了控制精度，在保证供应的同时也减少了能源浪费；

39、通过输气模式判定单元和输气控制单元监控和调节输气量和压力，实现了对天然气管道输气运营的精细化管理，大大提高了运营效率。