智慧管网交流管网仿真与智慧燃气建设课件.pptx

1、管网仿真与智慧燃管网仿真与智慧燃气气Network Simulation and Intelligent City Gas目录1 数字经济下的管网仿数字经济下的管网仿真真2 智慧燃气中的应用场景智慧燃气中的应用场景3 管网仿真应用案例管网仿真应用案例传统架构01天然气管网天然气管网在线仿真系统管道生产系统SCADA 系统能耗分析系统优化平台系统ERP系统地理信息GIS系统主光缆通信备用卫星通信管道完整性管理生产日报表生产参数报表作业计划重要设备状态日指定批复日指定变更计量交割凭证管理销售计划发布日指定计划日指定计划各系统重要计各系统重要计 算结果写入生算结果写入生 产报表产报表数字经济下的智慧

2、管网01大数据大数据智能硬件智能硬件区块链区块链智能燃智能燃气气GIS系统系统万物互联万物互联物联网物联网智能销售智能销售消费预测消费预测应急管理应急管理数字孪生体数字孪生体管网仿真管网仿真智能运营智能运营智能巡检智能巡检智能巡线智能巡线燃气管网燃气管网4G网络网络云平台云平台云计算云计算设备管理设备管理完整性管理完整性管理数据中心数据中心5G网络网络工业互联网工业互联网智慧管网智慧管网数字经济下的智慧管网架构01天然气管网智能调控工业互联网系统消费预测管网优化热值交易、区块链地理信息系统GIS物联网IoT3G、4G、5G网络管道完整性管理气源追踪、热值追踪平衡管理管容交易应急管理管网规划管网

3、调峰气源管理泄漏检测数据共享天气气象系统Carlos一体化 供应链管理环境感知数数 据据 开开 发发 应应 用用大大 数数 据据 产产 生生 与与 管管 理理仿真系统平台仿真系统平台生产数据实时采集重要参数回写实时、预测的全管网压力、流量、温度、管存、输差、进销平衡气源组分等仿真计算结果共享销售计划导入，作业计划、运行调整计划、应急管理方案作 为条件预测边界条件导入，计算完成后返回计算结果服务器端多个模型并 行运行，实现云计算，在PC、手机APP查看计算结果Carlos人工智能运输管理01 设备模型图形化建模、节点处为储存元素（管道、储罐）和调节元素（阀 门、压缩机）库存管理包括体积流量、产品

4、种类和位置 计划编制与优化管道库存船期计划量的供应和运输，导入和管理。模拟调度场景，对资源可用量进行管理 物流模拟流路管理批次管理设备管理（压缩机、泵等）LNG运输交易时的库存调整、计算LNG移动的时间消费预测01PSIforecast消费预测是PSI根据在线仿真计算结果和历史数据，结合输送计划变化情况和影响用气消费的其他因素，对未来用气情况进行预测分析、并对供气方案进行优化的专业化模块。预测的影响因素预测的影响因素合同情况温度区域天气预测日历习俗根据不同国家和地区的习俗，配置日历，计 算不同日期消费者的用气量变化配置日历定义不同的天然气日等级，计算节假日对消 费者的影响天然气日等级定义温度区

5、域，计算用户所在区域平均温度 对消费者用气量的影响温度区域回归分析外插法时间序列 负载特征 长期适应 趋势修正法用到的数学方法目录1 数字经济下的管网仿数字经济下的管网仿真真2 智慧燃气中的应用场景智慧燃气中的应用场景3 管网仿真应用案例管网仿真应用案例GIS数据数据地图数据管径管长材质坐标输配系统运行工况输配系统运行工况场站的压力、温度、流量等；管网关键节点压力、温度、流量等；客户端的压力、温度、流量等设备、设施的运行状态等客户方数据客户方数据客户用气计划增量与减量信息可中断信息其他数据其他数据天气变化信息上游管网输配调整信息城市发展规划城市大型活动等消费预测模型消费预测模型用户分类与管理年

6、度负荷预测季节性用气预测月、周、日用气负荷预测离线仿真模型离线仿真模型新建管网选型已建管网瓶颈工况报警参数的测算管容匹配核算在线仿真模型在线仿真模型实时计算管网管存量实时计算高压、中压管网管容管网内燃气流向清管作业模拟与清管器追踪不同气源、组分、热值的跟踪数数 据据 感感 知知仿仿 真真 模模 型型功功 能能 应应 用用管 网 规 划新建场站、管网规划方案管网设备选型方案已建管网及设施优化方案智1.输配系统运行全过程实时监控 能温度、压力、流量、流速 调设备启/停状态管容、管存、输差变化实时监控度库存变化、库容提取实时监控2.管网平衡与调峰管容交易分析与匹配方案报警条件设置方案储配设施调取方案

7、可中断用户停/限方案智慧燃气中的应用场景022.1 实时仿真计算精计算精度度（高（高于于设计院设计院验验收标收标准准）温度不大于 6%流量、压力不大于 3%热值不大于 3%数据源数据源数据更新周期：不高于在 线仿真系统数据采集周期（35分钟）数据精度：压力压力0.075%温度温度0.1流量流量1%在线仿真模型在线仿真模型通过已监控用户流量和压力计算全管 网所有管道、节点的瞬时流量、压力、管存等参数，实现管网工况数字化重建。压力，压力、流量、温度、管存、进销平衡、输差、可用管容、管存、管输效率、管输流量、流速等实时监控气体参数 阀门、调节阀、压缩机、空冷器等重要设备的工作状态实时监控设备状态 气

8、源比例、组分、热值、清管器位置等持续计算并跟踪：如小时不均衡系数、日不均衡系数等用于预测和调峰拟合用户用气规律 如通讯状态报警、参数超限值如压力、流量、温度超限值报 警、设备超限报警如管输效率、泄漏检测、调节阀流量等超 过限值实时监控报警 实时对比在线仿真计算结果与采集值的偏差，如果偏差过大，则提示报警信息实时监控仿真精度共享至手机APP2.2 预测仿真自动预测条件预测定期自动启动，预测管网未来定期自动启动，预测管网未来24小时内瞬态变化小时内瞬态变化可发现：用气高峰期末端运行压力过低进气量不足导致管网不平衡管网内任意管道瞬时流量变化，分析是否存在可用管容和 管容不足管网内进销平衡瞬态变化管网

9、内任意管道管存、管输效率、管输流量、流速、组分、热值、气源比例等参数的瞬态变化手动启动，预测设定条件下管网未来的瞬态变化手动启动，预测设定条件下管网未来的瞬态变化可用于：进气计划是否满足管网内所有用户用气及调峰需求，分析是 否存在可用管容和管容不足制定进销计划调整方案，以满足上下游需求优化进销计划，错峰供气以提高管道利用效率和经济效益应急状态下制定可中断用户停/限方案持续监控 未来变化，发现潜在风 险实现运行 调整可控 和方案优 化最新管网状态最新管网状态 作为作为起点起点自动代入按照用气规自动代入按照用气规 律变化的未来计划用律变化的未来计划用 气量气量2.3 智能化管网管理平台在线仿真系统

10、在线仿真系统 稳定性 连续性 精度高 兼容性 接口友好，可与多种 外部应用实现功能交 互和数据共享管网数字化平台（实时）在线仿真系统计算并展示实时运行参数 根据需要在其他应用进行数据展示和再开发生产计划管理平台 利用管网仿真制定和优化生产方案 根据作业进展进行仿真，及时调整作业方案进销计划管理平台 利用管网仿真，对进销计划可行性进行验证 结合管网内用户调峰需求，合理调配进销计划管网优化平台 结合管网内管道运行效率，扩建管容瓶颈管道，增加低效率管道利用率 结合管网内用户分布和气体流向，优化管网运行应急管理平台 管网内实时运行参数超限值提示报警信息，帮助发现运行风险 自动预测未来24小时工况，提前

11、发现压力超低、进气 不足等运行风险，及时进行调整 运行风险出现后，制定应急方案并验证方案可行性；2.4 追踪功能追踪功追踪功能能:在线仿真系统可以计在线仿真系统可以计算算当前时当前时 刻的管网内任意节点的气源进气流刻的管网内任意节点的气源进气流量量、气气 源组分、热值、清管器位置并进行源组分、热值、清管器位置并进行标标记记Q,GQs,TQQ,GQs,Tp,Q,GQs,TQp,GQs,TQ,GQs,Tp,GQs,Tp,GQs,Tp p,Q,GQs,TQ,GQs,TQQ,GQs,Tp,Q,GQs,TQp,GQs,Tp,Q,GQs,TQ,GQs,Tp,GQs,Tp,GQs,Tp一个计算周期（3分钟）

12、后追踪功能追踪功能:计算下一时刻的管网计算下一时刻的管网内内任意节任意节 点的气源进气流量、气源进气比例点的气源进气流量、气源进气比例、气气源源 组分、热值、清管器位置并更新组分、热值、清管器位置并更新追踪功能追踪功能:在线仿真系统具备气在线仿真系统具备气源源追踪追踪、热值热值追追踪、踪、组组分追分追踪踪、清、清管管器追器追踪踪功能功能，可以可以帮帮助管助管网网运行运行方方 更加全面、准确地了解管网情况，更加全面、准确地了解管网情况，更更加精加精确确地进地进行行运行运行调调整、整、热热值计值计量量、清、清管管作业等作业等气源比例用气点热值目录1 数字经济下的管网仿真数字经济下的管网仿真2 智慧

13、燃气管网仿真应用智慧燃气管网仿真应用场场景景3 管网仿真应用案例管网仿真应用案例3.1 案例一Structural Data for Thyssengas GmbH natural gas transmission networkPressure rating barNumber of exit points (31.12.2019)Length of gas pipeline system km(31.12.2019)Total1,0824,179High pressureDP=70841,40970 DP=40861,03340 DP=2511841325 DP=167401,03916

14、DP 141285Medium pressure1=DP 0,1110)Low pressure0,1=DP20)案例一是一家独立运营的公司，所辖管网长达4,200公里，有1100多个出气点，每年能传输100亿立方米的天然气3.1 案例一整体管网模型局部放大图3.2 案例二案例二位于河北省，该公司成立于2001年，有40多家分支机构，涵盖长输管线和城燃管网。PSI为其提供了在线仿真系统、离线仿真系统、天然气质量追踪、用户用气量预测系统、泄露 检测系统。管网运行状态清管器跟踪在线泄露检测压力异常供气不足其他正常或异常情 况 可实时查看：应急气量调整事故段截断放空模拟应急管理：3.2 案例二3.2 案例二