一种天然气管网的周转量预测方法、系统、介质及设备与流程

本发明属于天然气管网领域，尤其涉及一种天然气管网的周转量预测方法、系统、介质及设备。

背景技术：

1、由于既有天然气管网已经形成复杂的网络拓扑结构，叠加规划天然气管道在同一省份和地区经常并行开展多个新建管道项目和互联互通项目的因素，分析数据呈几何规模增加，同时各种气源来源混合，很难具体确定某用户所用天然气的气源来源、所使用管道路径和运输距离，难以根据运价率×距离进而测算出管输费，导致新建项目可研方案中难以对这种影响进行量化分析，传统采用单一管道的经济评价方法已不适应整体管网的经济评价的需求，难以为决策提供准确的支持。目前尚无支持价区或企业模式的管网周转量计算模型。与管网周转量计算相类似的技术，主要有天然气管网运行仿真。

2、

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种天然气管网的周转量预测方法、系统、介质及设备。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种天然气管网的周转量预测方法，包括：

3、步骤1，管网有向图模型根据天然气管网的管道位置绘制管网逻辑图，将所述管网逻辑图输出至压力模型；

4、步骤2，所述压力模型根据所述管网逻辑图确定每个管段的液体流向，并生成天然气管网拓扑图；

5、步骤3，福利最大化模型根据所述天然气管网拓扑图以及输送模式选取最优输送路径，所述输送模式包括定向输送以及自由组合输送，根据所述最优输送路径完成用气调度；

6、步骤4，管网负荷率模型基于用气调度完成管网周转量的预测。

7、本发明的有益效果是：实现了天然气输配由“卖方市场”向“买方市场”的转变，即在满足用户用气量的基础上实现最低用气费用，同时也兼顾管网负荷率，提升整体社会效益。通过管网有向图模型构建星环交错的天然气“全国一张网”，通过压力模型动态拟合管段流向，采用深度优先算法追踪天然气输送多路由，再通过社会最大化福利不断迭代最优输送路由，保障终端用气成本最低，从而使资源分配更加合理，管道输送负荷率更高，计算出的价区周转量可信。

8、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

9、进一步，所述根据所述天然气管网拓扑图以及输送模式选取最优输送路径的过程为：

10、福利最大化模型获取所述天然气管网拓扑图中所有气源，获取每个气源允许输送的所有场站节点的路由列表，根据每个气源的路由列表，计算每个气源对应的单位天然气的用气成本，将用气成本与路由列表关联并生成第一路由集合；

11、获取所述天然气管网拓扑图中的所有气场站，在所述第一路由集合中选取与任一气场站相连的气源对应的路由列表，直至完成所有气场站的选取，生成第二路由集合；

12、依次判断所述第一路由集合中所有路由列表中的目的地的气场站是否满足用气需求，在所述第二路由集合中调取任一与不满足用气需求的气场站相关的路由列表，并在所述不满足用气需求的气场站相关的路由列表中选取成本最低的气源作为最优路径进行资源分配；

13、若所述最优路径途径的管段已超过月输量阈值，则重新调取任一与不满足用气需求的气场站相关的路由列表，生成新的最优路径，直至新的最优路径途径的管段不超过月输量阈值，将新的最优路径作为最优输送路径进行天然气气体的运输。

14、进一步，所述气源的获取过程为：

15、对储气库的注采量进行判断，当判断结果为注气量则判定所述储气库为气场站，当判断结果为采气量则判定所述储气库为气源。

16、进一步，还包括：

17、管网负荷率模型根据待预测价区的位置信息在所述天然气管网拓扑图中选取对应的管段，并计算每个管段的年输气量，选取所有年输气量中最大值作为所述待预测价区的实际输气量，基于所述实际输气量计算负荷率，根据所述实际输气量以及所述负荷率完成待预测价区的输气量预测。

18、本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种天然气管网的周转量预测系统，包括：

19、管网有向图模型用于：根据天然气管网的管道位置绘制管网逻辑图，将所述管网逻辑图输出至压力模型；

20、所述压力模型用于：根据所述管网逻辑图确定每个管段的液体流向，并生成天然气管网拓扑图；

21、福利最大化模型用于：根据所述天然气管网拓扑图以及输送模式选取最优输送路径，所述输送模式包括定向输送以及自由组合输送，根据所述最优输送路径完成用气调度；

22、管网负荷率模型用于：基于用气调度完成管网周转量的预测。

23、本发明的有益效果是：实现了天然气输配由“卖方市场”向“买方市场”的转变，即在满足用户用气量的基础上实现最低用气费用，同时也兼顾管网负荷率，提升整体社会效益。通过管网有向图模型构建星环交错的天然气“全国一张网”，通过压力模型动态拟合管段流向，采用深度优先算法追踪天然气输送多路由，再通过社会最大化福利不断迭代最优输送路由，保障终端用气成本最低，从而使资源分配更加合理，管道输送负荷率更高，计算出的价区周转量可信。

24、进一步，所述根据所述天然气管网拓扑图以及输送模式选取最优输送路径的过程为：

25、福利最大化模型获取所述天然气管网拓扑图中所有气源，获取每个气源允许输送的所有场站节点的路由列表，根据每个气源的路由列表，计算每个气源对应的单位天然气的用气成本，将用气成本与路由列表关联并生成第一路由集合；

26、获取所述天然气管网拓扑图中的所有气场站，在所述第一路由集合中选取与任一气场站相连的气源对应的路由列表，直至完成所有气场站的选取，生成第二路由集合；

27、依次判断所述第一路由集合中所有路由列表中的目的地的气场站是否满足用气需求，在所述第二路由集合中调取任一与不满足用气需求的气场站相关的路由列表，并在所述不满足用气需求的气场站相关的路由列表中选取成本最低的气源作为最优路径进行资源分配；

28、若所述最优路径途径的管段已超过月输量阈值，则重新调取任一与不满足用气需求的气场站相关的路由列表，生成新的最优路径，直至新的最优路径途径的管段不超过月输量阈值，将新的最优路径作为最优输送路径进行天然气气体的运输。

29、进一步，所述气源的获取过程为：

30、对储气库的注采量进行判断，当判断结果为注气量则判定所述储气库为气场站，当判断结果为采气量则判定所述储气库为气源。

31、进一步，还包括：

32、管网负荷率模型根据待预测价区的位置信息在所述天然气管网拓扑图中选取对应的管段，并计算每个管段的年输气量，选取所有年输气量中最大值作为所述待预测价区的实际输气量，基于所述实际输气量计算负荷率，根据所述实际输气量以及所述负荷率完成待预测价区的输气量预测。

33、本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述任一项所述的方法。

34、本发明的有益效果是：实现了天然气输配由“卖方市场”向“买方市场”的转变，即在满足用户用气量的基础上实现最低用气费用，同时也兼顾管网负荷率，提升整体社会效益。通过管网有向图模型构建星环交错的天然气“全国一张网”，通过压力模型动态拟合管段流向，采用深度优先算法追踪天然气输送多路由，再通过社会最大化福利不断迭代最优输送路由，保障终端用气成本最低，从而使资源分配更加合理，管道输送负荷率更高，计算出的价区周转量可信。

35、本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种电子设备，包括上述存储介质、执行上述存储介质内的指令的处理器。

36、本发明的有益效果是：实现了天然气输配由“卖方市场”向“买方市场”的转变，即在满足用户用气量的基础上实现最低用气费用，同时也兼顾管网负荷率，提升整体社会效益。通过管网有向图模型构建星环交错的天然气“全国一张网”，通过压力模型动态拟合管段流向，采用深度优先算法追踪天然气输送多路由，再通过社会最大化福利不断迭代最优输送路由，保障终端用气成本最低，从而使资源分配更加合理，管道输送负荷率更高，计算出的价区周转量可信。