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面向国家石油天然气管网集团有限公司（简称国家管网集团）大规模复杂天然气管网的仿真应用需求与管道行业智能化转型的实际需要，提出了一种全新的仿真引擎核心算法——分区增量迭代法，攻关完成了具备先进性、健壮性、开放性的工业级天然气管网仿真引擎，基于总体架构与应用架构设计，完成了离线仿真软件的开发，实现了大型复杂天然气管网仿真核心技术自主可控。依托研发的天然气管网离线仿真软件，对某新建管道完成了设计校核，平均相对误差为0.1%；以全要素涩宁兰管道为对象建模，并与商业软件结果进行对比发现，管道沿线各站的压力、流量在稳态与瞬态仿真下的最大相对误差均小于1%；针对大规模、复杂拓扑结构的2×104 km级全要素天然气工业管网，该离线仿真软件对其具备仿真能力。所研发天然气管网离线仿真软件能够满足未来“全国一张网”的仿真需求，可为国家管网集团的数字化战略及智能化转型提供专业化仿真服务。（图7，表3，参22） 相似文献
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天然气管网系统仿真技术是管网系统设计方案论证、管输计划制定、运行方案优化、应急保障决策的核心技术。基于质量守恒、动量守恒、能量守恒原理及非管元件特性方程，建立了适用于任意结构形式的管网系统仿真模型；形成了基于管道数学模型泛函分析、大型稀疏矩阵压缩存储条件下的快速LU分解等方法的管网系统仿真模型求解算法。采用B/S软件架构、大数据高速缓存技术、大数据抽取实时可视化技术，开发了包括数据通讯模块、数据库存储模块、数据滤波模块、在线仿真模块、结果推送模块的大型天然气管网系统在线仿真软件，将其分别应用于总长6 100 km、45座压缩机站和总长31 000 km、117座压缩机站的大型管网系统，软件适用规模、计算精度与速度均达到国际同类商业软件水平。（图9，参25） 相似文献
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管道的控制系统是油气管道建设必不可少的部分,对其进行仿真模拟具有重要的工程指导意义。通过K-Spice 软件建立单管泵阀模型,在模型上加入PID 控制进行仿真,同时在SPS 软件上进行相同的单管泵阀模型的PID 控制仿真。通过二者的仿真结果对比分析,验证了K-Spice 软件在模型控制仿真方面的可行性与优异性。K-Spice 软件的PID 控制模型仿真结果较为理想,且更方便、合理,可为后续使用K-Spice 软件进行更复杂的管网系统模型控制仿真提供支持。 相似文献
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靖边-咸阳(靖咸)管道沿线地形复杂,运行管理难度较大。以Stoner公司的SPS软件为基础,采用ADL和VB等语言进行联合开发,建立了符合靖咸原油长输管道实际的管道模型,可对启停泵、启停加热炉、并泵、加剂等工艺操作进行动态模拟,按照实际流程参数模拟管道从瞬态到稳态过程管道压力、温度及流量随时间的变化情况,实现了对工艺调整全过程的动态模拟。对靖咸管道水击工况的模拟结果表明:杨山站干线阀门误关闭20s后,管段运行压力即超过站内管网设施的允许压力等级。对靖咸管道不加减阻剂情况下的最大输量进行模拟的结果与现场运行参数基本一致。该管道模拟仿真系统能够满足实际工程精度要求,但仍存在一些问题,需进一步修改和完善。 相似文献
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随着天然气管网规模不断扩大,其拓扑结构越来越复杂,管网瞬态仿真过程所需的计算量及计算耗时都迅速增长。基于分而治之思想提出了一种简单高效的仿真方法:先求解天然气管网中各元件之间的连接点,进而将管网分解成若干条独立的管道,然后逐一求解每一条管道的水力参数和热力参数,连接点和管道的求解分别采用简单高效的共轭梯度和三对角矩阵算法。通过实例对比分而治之方法与SPS软件,结果表明:该方法计算精度与SPS软件相当;仿真速度与SPS软件处于同一量级,且超过SPS软件的1.5倍;对于管网规模的适应性与SPS软件相当,甚至当管网规模较大时,适应性更优。 相似文献
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含环路输气管网的运行方案优化问题的求解难度远大于枝状管网。在已知含环路输气管网拓扑结构、基础参数、天然气输入点和输出点的流量、压缩机组的配置及特性曲线等参数的前提下，以环路上的管段流量、压气站开机台数、压气站出站压力等参数为决策变量，以单位时间内管网运行能耗最低为目标函数，综合考虑管段水力热力特性、管网节点流量平衡及节点压力允许变化范围、压缩机运行特性及允许运行范围等约束条件，建立含环路输气管网稳态运行方案优化的非线性混合整数规划模型，采用分枝定界法与原始对偶内点法耦合的算法求解该模型。以XQDS管网为例应用TGNET软件对管网优化运行方案进行了稳态仿真，验证该模型与算法的有效性。该优化模型与算法适用于任意拓扑结构的输气管网，可为大型复杂输气管网的集中调度提供新的思路。（图5，表7，参20） 相似文献
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讨论了天然气管道仿真软件RealPipe-Gas的关键技术和实现方法。其仿真引擎能够对任意拓扑结构的天然气管网进行有效表征,对所形成的非线性方程组线性化后分别在时间与空间上进行离散,形成大型稀疏系数矩阵。采用高效求解器进行模型求解,并针对热力系统和水力系统采取"蛙跳"的求解策略,有效解决了仿真引擎的计算效率与计算稳定性问题。对业已发布的RealPipe-Gas1.0与国际先进软件SPS的仿真计算结果进行对比分析,结果表明:其计算精度、计算效率与软件稳定性均达到国际同类商业软件的先进水平,为油气管道系列仿真软件产品的国产化奠定了基础。 相似文献
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天然气管网优化对于降低管网运营成本、提升天然气供应可靠性具有重要意义。将天然气管网优化模型分为基于物理属性与基于经济属性两类，系统总结回顾了天然气长输管网优化建模及求解的研究进展。现有研究多集中于解决特定阶段下单一属性的管网优化问题，但要提高管网的经济性、可靠性及可持续性，需要综合考虑经济属性与物理属性，并系统统筹设计优化与运行优化。当前，中国在天然气管网优化建模方面的研究主要集中在基于物理属性的建模方法上，未来还需关注天然气市场均衡模型在管网优化中的应用。在模型求解方面，总结了多种启发式算法。从管道安全优化、非稳态优化及市场均衡建模3个方面，对未来天然气管网优化建模的发展趋势进行了展望。（图1，参71） 相似文献
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国外管道仿真技术发展状况 总被引：10，自引：2，他引：8
计算机仿真技术已在管道工业中的设计、运行管理和人员培训等方面得到了广泛的应用。管道仿真软件为动态水力工况分析、确定运行方案以及管道泄漏的检测和分析等提供了强有力的工具。从离线仿真和在线仿真（实时仿真）两个方面，分别介绍了国外管道仿真技术的发展及其应用，并着重介绍了在线仿真软件的各模块功能以及它们之间的联系。 相似文献
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《油气储运》2021,(4)
管道智能化运行是智慧管网系统的核心业务,辅助决策系统则是支撑管道智能化运行的中枢。基于原中国石油管道有限责任公司智慧管网的顶层设计和总体框架,以中缅原油管道为对象,针对其地形起伏大、地质条件复杂、周边环境敏感等特点,开展智能化运行建设方案试点。通过分析原中国石油管道有限责任公司与国外油气管道的智能化建设框架及实践成果,在物联共享系统、数字化恢复、云数据中心建设的基础上,提出了建设由运行管控、安全管控、全生命周期完整性管理3个方面构成的辅助决策系统方案;对建设难点进行分析,探讨统筹规划、分步实施的技术路线,从而实现管道运行管控实时自主优化、安全预测预警可控、全生命周期完整性管理高度智能等智能化运行内涵目标。 相似文献
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兰成渝成品油管道仿真系统的开发 总被引：2，自引：0，他引：2
以兰成渝成品油管道为例，介绍了成品油管道计算机仿真模型的建立和软件的开发过程。仿真模型包括设备、中间分输站、首次等模型，仿真软件由11种模块构成，给出了仿真程序软件的框图。这种仿真系统有助于操作者迅速掌握管道动态运行时全线水力过程的变化和对全线的监控。 相似文献
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樊北煤层气因其低压、高密、大起伏、小流量的特征,使得其集输管网系统结构复杂、压力敏感、流动参数变化细微,工艺分析和调度管理工作困难。以PNS(Pipeline Network Simulation)管网仿真软件为核心,结合樊北煤层气集输管网三维地理信息系统、SCADA系统及实时数据库,描述了樊北煤层气集输管网动态仿真调度系统的构架,阐述了动态仿真模型、模型自适应及在线仿真的实现过程,讨论了动态仿真与GIS地理信息系统交互式作用及自动建模和动态查询展示的方法和过程,实现了动态仿真调度系统在线分析和跟踪煤层气管网系统的流动,量化集输管网系统运行状态并分析评价指标,直观搜索、查询及展示系统中各个部分的运行参数,为大型、复杂煤层气地面集输管网系统的调度管理提供及时、准确的分析手段和决策依据,协助调度方案的决策和实施。将系统应用于樊9集气站煤层气集输管网,得到整个管网系统的流动状况,可为调度管理决策提供及时、准确的量化数据。 相似文献
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锅炉热力计算是锅炉设计和改造的1项重要工作。随着计算机应用,许多锅炉厂家开发了锅炉热力计算程序,但是,这些程序不通用。本文在分析锅炉热力计算现状和热力计算软件基础上,针对锅炉对流过热器的热力计算进行归纳、总结和简化,利用MATLAB语言设计出对流过热器热力计算程序。应用该程序对呼和浩特电厂HG-670/13.7-YM13锅炉进行仿真分析,结果表明该仿真软件具备校核对流过热器热力计算以及对运行中煤种具备选择的功能。 相似文献
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在油气管道系统中，受数据保密性高、数据采集技术不完善、异常工况发生频率低等因素制约，利用管输数据集进行机器学习模型训练，效果不理想。基于此，以某原油管道为例，分析管输能耗，利用Pipeline Studio TLNET软件对输油泵机组耗电量进行仿真，扩充训练数据集。针对管输仿真样本无真实值对照、特征关联、高维等特点，提出一种基于马氏距离的DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)算法，用于评价仿真样本的可靠度，识别异常仿真数据。基于仿真样本与现场数据样本的机器学习模型训练结果表明，剔除异常数据的仿真样本能够提升模型的拟合能力，由此为管输数据仿真样本的生成与验证提供了新的思路。（图5，表5，参25） 相似文献
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顺北油气田集输管网集输半径大、气油比高、地形起伏大、流态复杂,时常引起管道低洼处积液量大、段塞流等多种复杂工艺问题。为此,建立气液混输管网水力仿真计算模型,并利用顺北油气田现场数据对模型进行修正,进而开发油气混输管网仿真计算程序,对顺北1区集输管网气液混输特性进行仿真及参数预测。结果表明：建立的水力计算模型仿真结果与实测数据的误差基本在±6%以内,满足运行需求;管网各管道的持液率均较低,流型以分层流和环状流为主;针对管网中压降与温降较大、管输效率较低、积液量较大的管道分别提出了优化及保护建议。研究成果可为气液混输管网设计及安全运行提供技术依据。（图3,表7,参30） 相似文献
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冷热油交替顺序输送过程热力问题的研究 总被引：4，自引：1，他引：4
建立了描述冷热油交替输送过程中非稳态水力、热力问题的数学模型,开发了计算软件,并对铁秦管道交替输送俄罗斯原油与大庆原油过程中的热力状况进行了模拟计算.结果表明,在冷热油交替输送过程中,当循环达到一定次数后,进站油温将呈现周期性的变化.原油的热物性参数与管道及周围环境参数对计算结果有显著影响,需准确选取.当冷油(进口原油)前行、热油(国产原油)后行时,热油油头的温降幅度最大,控制各循环中热油油头的进站温度,是确保冷热原油顺序输送安全性的关键. 相似文献
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原油差温顺序输送是指顺序输送具有不同流动特性的原油时,根据安全与节能的需要,调整油品加热温度以节约能耗的一种管输技术.建立了埋地原油管道差温顺序输送的数学模型,提出了移位网格下的虚拟边界条件法.编制了较为严格的非稳态水力-热力耦合计算程序,可用于管道设计与运行阶段出站温度、流量和压力随时调整,以及地温、原油物性和土壤物性发生变化的条件下,任意油品种类数与油品排列次序,任意批次数与批次量的工艺计算.利用新大管道原油差温顺序输送现场测试数据对模型进行了验证,结果表明各批次原油进站温度实测值与计算值的平均偏差较小,最大为1.4℃. 相似文献