一种煤气系统规划方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及冶金工业领域，具体涉及一种煤气系统规划方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、在钢铁冶炼工业中，大约有40％的一次能源经转换会变成副产能源，而煤气是能源副产品中占比最高的能源介质，煤气的发生和使用之间需要有一套完整的输配系统也即煤气管网和煤气柜。其中，煤气柜的主要作用是作为一个气体储罐来缓冲煤气系统短时间内的产耗不平衡量，并对整个煤气管网起到稳定压力的作用。具体为，当煤气系统中的煤气发生量大于消耗量时，富余煤气进入煤气柜；当煤气系统中的煤气发生量小于消耗量时，煤气柜释放出煤气补足缺口。钢铁企业的煤气管网是一个庞大的系统，煤气柜在不同位置的选址以及煤气柜与管网相连接的管道直径都会对煤气柜的缓冲和稳压作用起到较大影响，从而直接影响到整个煤气输配系统的运行状态。

2、传统的煤气柜位置及管径选择更多是依靠设计经验仅对煤气柜本身进行参数计算，而不会全局考虑整个煤气管网的情况，难以达到全局最优的目的，且对设计者要求较高，难以形成体系和统一标准，效果不稳定。

3、需要说明的是，上述内容仅提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种煤气系统规划方法、装置、电子设备及存储介质，以解决上述技术问题中至少之一。

2、本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

3、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种煤气系统规划方法，包括：获取煤气管网数据；基于所述煤气管网数据建立煤气管网模型，利用所述煤气管网模型根据不同选址数据和不同管径数据得到多个初始方案，并计算各所述初始方案的造价成本；通过所述煤气管网模型计算第一工况下各所述初始方案在第一预设节点的第一压力波动，以及第二工况下各所述初始方案在第二预设节点的第二压力波动，所述第一工况为正常工况；将所述造价成本结合所述第一压力波动、所述第二压力波动和预设权重，计算各所述初始方案的评分并排序，以得到用于对煤气系统进行规划的目标方案。

4、在本发明的一个实施例中，基于前述方案，基于所述煤气管网数据建立煤气管网模型，包括：根据节点信息、管段信息和回路信息得到节点关联矩阵和环路矩阵，基于所述节点关联矩阵和所述环路矩阵确定管网连接关系，所述煤气管网数据包括所述节点信息、所述管段信息和所述回路信息；基于所述管网连接关系建立所述煤气管网模型。

5、在本发明的一个实施例中，基于前述方案，根据节点信息、管段信息和回路信息得到节点关联矩阵和环路矩阵，基于所述节点关联矩阵和所述环路矩阵确定管网连接关系，包括：基于所述节点信息、所述管段信息和所述回路信息建立节点、管段和回路的数量关系；根据所述节点信息和所述管段信息得到所述节点关联矩阵，根据所述回路信息和所述管段信息得到所述环路矩阵，通过动量守恒将目标节点的压力与所述节点关联矩阵和所述环路矩阵进行关联得到关联关系；基于所述数量关系、所述关联关系和预设模型边界条件确定所述管网连接关系。

6、在本发明的一个实施例中，基于前述方案，利用所述煤气管网模型根据不同选址数据和不同管径数据得到多个初始方案，并计算各所述初始方案的造价成本，包括：通过所述煤气管网模型，根据所述煤气管网数据和预设筛选规则对所述不同选址数据和所述不同管径数据进行初步筛选，确定初始选址数据和初始管径数据；将所述初始选址数据和所述初始管径数据进行排列组合，得到多个所述初始方案；通过所述煤气管网模型，根据所述煤气管网数据、所述初始选址数据和所述初始管径数据计算各所述初始方案的造材用量，根据所述造材用量计算得到所述造价成本。

7、在本发明的一个实施例中，基于前述方案，通过所述煤气管网模型计算第一工况下各所述初始方案在第一预设节点的第一压力波动，以及第二工况下各所述初始方案在第二预设节点的第二压力波动，包括：获取测量节点的测量压力；将各所述初始方案的工况确定为第一工况，通过所述煤气管网模型根据所述测量压力和所述管网连接关系，计算在所述第一工况下各所述初始方案的所述第一预设节点在第一预设时间节点的第一压力，根据各所述第一压力计算所述第一压力波动；将各所述初始方案的工况确定为第二工况，通过所述煤气管网模型根据所述测量压力和所述管网连接关系，计算在所述第二工况下各所述初始方案的所述第二预设节点在第二预设时间节点的第二压力，根据各所述第二压力计算所述第二压力波动。

8、在本发明的一个实施例中，基于前述方案，将所述造价成本结合所述第一压力波动、所述第二压力波动和预设权重，计算各所述初始方案的评分并排序，以得到用于对煤气系统进行规划的目标方案，包括：根据所述造价成本、所述第一压力波动、所述第二压力波动和预设权重计算得到造价成本评分、第一压力评分和第二压力评分；根据所述造价成本评分、所述第一压力评分和所述第二压力评分计算各所述初始方案的评分并排序，将排序第一的初始方案确定为所述目标方案，以根据所述目标方案对所述煤气系统进行规划。

9、在本发明的一个实施例中，基于前述方案，基于所述煤气管网数据建立煤气管网模型之后，所述方法还包括：获取第一测量节点的第一测量数据和第二测量节点的第二测量数据，所述测量数据包括测量压力、测量温度、测量流量和测量时间；将所述第一测量节点、所述第一测量数据和所述第二测量节点输入至所述煤气管网模型，得到所述第二测量节点的计算数据结果；将所述计算数据结果与所述第二测量数据进行比较，若比较结果大于预设误差阈值，则重新获取煤气管网数据并建立新的煤气管网模型，直到所述比较结果小于或等于所述预设误差阈值。

10、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种煤气系统规划装置，包括：获取模块，用于获取煤气管网数据；模型模块，用于基于所述煤气管网数据建立煤气管网模型，利用所述煤气管网模型根据不同选址数据和不同管径数据得到多个初始方案，并计算各所述初始方案的造价成本；计算模块，用于通过所述煤气管网模型计算第一工况下各所述初始方案在第一预设节点的第一压力波动，以及第二工况下各所述初始方案在第二预设节点的第二压力波动，所述第一工况为正常工况；规划模块，用于将所述造价成本结合所述第一压力波动、所述第二压力波动和预设权重，计算各所述初始方案的评分并排序，以得到用于对煤气系统进行规划的目标方案。

11、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上述各实施例中任一项所述的煤气系统规划方法。

12、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上述各实施例中任一项所述的煤气系统规划方法。

13、本发明的有益效果：本发明中提供一种煤气系统规划方法、装置、电子设备及存储介质。本发明通过煤气管网模型计算各初始方案的造价成本和各初始方案不同工况下不同预设节点的压力波动，根据造价成本和压力波动及预设权重计算各初始方案的评分并排序，以得到用于对煤气系统进行规划的目标方案，可以更好确定煤气柜位置和进出口连接管道直径，通过计算各初始方案的评分可以更加准确的比较煤气柜不同位置和进出口管道直径不同取值的优劣以及对整个煤气管网运行的影响。

14、此外，本发明的方法还可用于煤气柜新建和现有煤气柜及其配套煤气管网改造，为煤气柜的参数设计和管网改造设计提供数据支持。

15、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。