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天然气长输管道智能运维系统研究及应用

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成果主要完成人

丁 鹏、张卫东、许 钊、张国强、林 浩、冯文奇、崔世界、容昭海、袁建伟、樊 勇

项目概况

燃气管网的安全平稳运营对于社会公共的利益有着直接的影响,关乎人民群众的切身利益,关乎社会经济的未来可持续发展。作为河北省最大的天然气运营商,加强管网的安全生产管理有着非常重要的意义,河北天然气公司在目前信息化管理的基础上,拟突破仿真软件融合难、无法做到实时动态预测等技术壁垒,打破传统“烟囱式”系统独立及缺乏顶层设计的模式,通过深度融合在线仿真技术,打通各系统数据链路,建设行业领先的智能化调度管理平台来解决管网的监控、分析、生产、调度、预测预警、应急指挥等信息化管理的需求,从而更好的为管网的安全生产保驾护航。 天然气长输管道智能运维系统研究及应用主要创新点如下: 1)搭建了一个支持天然气长输管道最优调度决策的数据平台 以“资源整合、创新应用、智能感知、统规结合”的建设思路,开展数据平台建设,借助在线仿真技术,实现生产数据的汇聚与融合。 2)构建了天然气管网运维仿真优化模型 根据天然气管网流动基本方程,建立了管网系统的动态仿真数学模型。引进德国PSI公司开发的专用于油气管道的模拟仿真软件,并对常用的特征线进行改进,建立的管网动态模拟分析数学模型和所采用的数学求解方法可以应用和分析天然气管网系统的动态运行,完成评价管道的过去、解释管道的现状和预测管道的未来等任务。 3)实现天然气管网调度的智能决策 通过在线仿真技术与各生产应用系统的深度融合,实现管网调度从输配需求、数据收集与汇聚、仿真推演预测、拟定可行性方案、方案分析、选择方案、方案实施到决策效果评价的智能决策过程。 4)为天然气管道应急抢险提供科学化指导 通过数据平台,将所有管道数据、仿真结果、卫星影像以及现场实施数据进行汇聚与融合,自动关联事故点上下游阀门状态,通过调整各气源点接气计划,以及影响用户的压减气量,实时计算管存信息以及管网压降趋势,实现事故影响管段的管存趋势及压降趋势提前24小时预测,可以根据预测结果实时调整供气计划,优化管道事故状态下的保供需求,为资源调配提供科学化地指导,保障应急抢险过程中管网安全运行。 5)充分利用多技术手段为决策提供保障措施 充分利用移动端APP应用、移动互联网技术以及大数据平台,实现对管网运行情况的实时查看,使管网运行决策智能化及便捷化。 该成果实际应用近2年的时间,一方面通过统筹调度,合理资源调配,保证管网运行安全,保障民生供气。另一方面增强了管道安全性,降低事故的发生对地区供气的影响。 天然气长输管道智能运维系统研究及应用在国内首次将在线仿真系统与天然气管道运维系统深度融合,进一步深化了天然气管道运维智能化的内涵,为行业内智慧燃气的建设提供借鉴和指导。目前该成果已推广应用至城市燃气公司:辛集市建投燃气有限公司、晋州市燃气有限公司、承德市建投天然气有限公司、石家庄建投天然气有限公司等,成果的应用极大提升了城镇燃气公司天然气管网管控水平。