基于SCADA系統(tǒng)的天然氣管道瞬態(tài)仿真及負(fù)荷預(yù)測(cè)

【摘要】： 瞬態(tài)模擬系統(tǒng)是天然氣管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)最重要最復(fù)雜的應(yīng)用軟件之一,瞬態(tài)檢漏能力是瞬態(tài)模擬仿真最重要的用途,天然氣負(fù)荷預(yù)測(cè)及其體系的建立是SCADA系統(tǒng)應(yīng)補(bǔ)充完善的應(yīng)用軟件,而目前我國(guó)天然氣管道SCADA系統(tǒng)應(yīng)用軟件幾乎都是由國(guó)外引進(jìn)。因此,本課題是國(guó)內(nèi)天然氣行業(yè)亟待深入開(kāi)展的前沿課題之一。本文主要研究?jī)?nèi)容如下: 對(duì)天然氣管道低壓和中高壓摩阻公式作了統(tǒng)一單位制的變換,指出了水力計(jì)算傳統(tǒng)平差法的缺點(diǎn),并對(duì)其作了改進(jìn)。以流體力學(xué)三大守恒方程和氣體狀態(tài)方程為基礎(chǔ),建立天然氣管道穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)仿真理論模型,以有限差分發(fā)為基礎(chǔ),得到上述模型求解方法,并開(kāi)發(fā)了管網(wǎng)瞬態(tài)仿真軟件。通過(guò)對(duì)天津市高壓管網(wǎng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用和分析,得到出口壓力和流量平均誤差分別為0.54%和2.16%的仿真結(jié)果。以瞬態(tài)仿真模型為基礎(chǔ)建立了瞬態(tài)泄漏檢測(cè)模型,并對(duì)影響泄漏位置的參數(shù)泄漏量、管徑、出口壓力、摩阻系數(shù)等作了分析,得出泄漏量與管道出口壓力對(duì)泄漏位置影響較大。分析歸納了影響天然氣負(fù)荷的因素和特性,把影響短期負(fù)荷的特殊因素分為突發(fā)事故和節(jié)假日,并提出相應(yīng)的解決方案。引入了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率,對(duì)動(dòng)態(tài)等維灰色遞補(bǔ)模型做了修正,編制了城市天然氣中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件,以天津市1995-2005年天然氣負(fù)荷為依據(jù),得到預(yù)測(cè)誤差為-10%～-3%,然后探討了天然氣負(fù)荷預(yù)測(cè)體系的建立。 最后,在瞬態(tài)模擬軟件和負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件的基礎(chǔ)上,展望了模擬軟件在SCADA系統(tǒng)上的應(yīng)用及其功能。 【關(guān)鍵詞】：SCADA 水力計(jì)算 瞬態(tài)仿真 瞬態(tài)泄漏檢測(cè) 預(yù)測(cè)負(fù)荷體系
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TE973.1
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 綜述8-15
• 1.1 天然氣概況8-12
• 1.1.1 天然氣優(yōu)勢(shì)8-9
• 1.1.2 輸氣管道概況9-11
• 1.1.3 天然氣輸配工程11-12
• 1.2 天然氣管網(wǎng)仿真及負(fù)荷預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 天然氣管網(wǎng)仿真12-13
• 1.2.2 天然氣負(fù)荷預(yù)測(cè)13
• 1.3 本文研究意義與研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.3.1 本文研究意義13-14
• 1.3.2 本文研究?jī)?nèi)容14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第二章 燃?xì)夤芫W(wǎng)水力計(jì)算15-28
• 2.1 管網(wǎng)水力計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)15-18
• 2.1.1 燃?xì)庥脩艏捌溆脷庵笜?biāo)15-17
• 2.1.2 燃?xì)庑r(shí)流量17
• 2.1.3 燃?xì)夤艿缐毫?/span>17-18
• 2.2 燃?xì)夤芫W(wǎng)阻力損失計(jì)算18-20
• 2.3 燃?xì)夤芫W(wǎng)平差計(jì)算公式矩陣表達(dá)20-24
• 2.3.1 管網(wǎng)結(jié)構(gòu)矩陣基礎(chǔ)20-22
• 2.3.2 基爾霍夫定律在管網(wǎng)中的應(yīng)用22-23
• 2.3.3 管網(wǎng)平差計(jì)算公式23-24
• 2.4 傳統(tǒng)管網(wǎng)平差計(jì)算的問(wèn)題及其改進(jìn)24-27
• 2.4.1 傳統(tǒng)管網(wǎng)平差計(jì)算存在的問(wèn)題25-26
• 2.4.2 對(duì)傳統(tǒng)管網(wǎng)平差計(jì)算的改進(jìn)26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 天然氣管網(wǎng)工況的計(jì)算機(jī)仿真28-51
• 3.1 天然氣管道基本方程28-30
• 3.1.1 連續(xù)性方程28-29
• 3.1.2 運(yùn)動(dòng)方程29
• 3.1.3 能量方程29-30
• 3.1.4 氣體狀態(tài)方程30
• 3.2 穩(wěn)態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型及求解30-33
• 3.2.1 穩(wěn)態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型30-31
• 3.2.2 穩(wěn)態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型的數(shù)值解31-33
• 3.3 瞬態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型及求解33-38
• 3.3.1 瞬態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型34
• 3.3.2 瞬態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型的數(shù)值解34-38
• 3.4 工程實(shí)例及分析38-45
• 3.5 仿真結(jié)果應(yīng)用——瞬態(tài)泄漏檢測(cè)45-49
• 3.5.1 泄漏檢測(cè)模型及解法46-47
• 3.5.2 泄漏位置確定47
• 3.5.3 影響泄漏點(diǎn)的因素47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 第四章 城市天然氣長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)及負(fù)荷體系的建立51-66
• 4.1 天然氣負(fù)荷預(yù)測(cè)的特點(diǎn)和影響因素51-54
• 4.1.1 短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的特點(diǎn)和影響因素51-53
• 4.1.2 中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)的特點(diǎn)和影響因素53-54
• 4.2 天然氣負(fù)荷預(yù)測(cè)方法54-55
• 4.2.1 天然氣負(fù)荷預(yù)測(cè)方法比較54-55
• 4.2.2 三種長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)方法比較55
• 4.3 動(dòng)態(tài)等維灰數(shù)遞補(bǔ)灰色燃?xì)忾L(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)模型55-60
• 4.3.1 灰色模型GM(1,1)原理56-57
• 4.3.2 動(dòng)態(tài)等維灰色遞補(bǔ)模型57-58
• 4.3.3 模型精度檢驗(yàn)58-60
• 4.4 動(dòng)態(tài)等維灰數(shù)遞補(bǔ)灰色燃?xì)忾L(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)模型修正公式60-62
• 4.5 應(yīng)用實(shí)例62-63
• 4.6 天然氣負(fù)荷預(yù)測(cè)體系63-65
• 4.7 本章小結(jié)65-66
• 第五章 SCADA 系統(tǒng)應(yīng)用軟件66-71
• 5.1 SCADA 系統(tǒng)的組成66-67
• 5.2 SCADA 系統(tǒng)應(yīng)用軟件67-69
• 5.2.1 瞬態(tài)模擬系統(tǒng)67-68
• 5.2.2 負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)68
• 5.2.3 壓縮機(jī)優(yōu)化系統(tǒng)68-69
• 5.3 模擬應(yīng)用軟件在SCADA 系統(tǒng)上的應(yīng)用69-70
• 5.3.1 模擬應(yīng)用軟件系統(tǒng)69-70
• 5.3.2 模擬應(yīng)用軟件的功能70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第六章 結(jié)論與今后工作建議71-74
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 今后工作建議72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78
• 攻讀碩士期間參與的科研項(xiàng)目78
• 攻讀碩士期間其他科研成果78-79
• 致謝79

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BB-RTU在西氣東輸金壇地下儲(chǔ)氣庫(kù)中的應(yīng)用    欒良龍;

2008年天然氣消費(fèi)量居世界前60位的國(guó)家或地區(qū)    

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給水廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控(SCADA)系統(tǒng)    李珂,饒偉宏

天然氣占世界能源消費(fèi)近四分之一    

SCADA系統(tǒng)在煤層氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用    呂澤鋒;陳仕林;常雪嵐;藺向陽(yáng);

熱網(wǎng)的圖論表示與水力計(jì)算基本模型    王繼鑫;李晶;

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生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)    楊宏;

電力仿真技術(shù)與SCADA系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合和改進(jìn)    袁瑤;閻凱歌;張龍斌;孟祥萍;

PKPM智能空調(diào)水力計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)    邱勇云;邱相武;趙志安;

電力SCADA系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)的存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)    程鵬;劉偉;

牽引變電所SCADA系統(tǒng)故障樹(shù)仿真分析    嚴(yán)冬松;黃元亮;

計(jì)量供熱采暖系統(tǒng)水力計(jì)算程序的研究    王毅;涂光備;李建興;

占新增天然氣消費(fèi)量半壁江山    張楠

大跨越：千里氣龍貫西東    本報(bào)記者 寧彬　奚震 蔡廷永

中國(guó)迎來(lái)天然氣消費(fèi)高潮    記者 李占彬

LNG將成世界天然氣消費(fèi)主流    金忠仁

我國(guó)天然氣消費(fèi)量將逐步增長(zhǎng)    織錦

天然氣消費(fèi)量和核能發(fā)電將迅速增長(zhǎng)    柯聞

“21世紀(jì)是天然氣的世紀(jì)”    李民峰

綠色能源大動(dòng)脈——川氣東送    本版組稿 宋世濤

天然氣要“吃香”了    徐萌

天然氣——能源安全的新希望    郎楷淳

電網(wǎng)規(guī)劃中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)的研究    毛李帆

蒸汽管網(wǎng)水力熱力耦合計(jì)算理論及應(yīng)用研究    張?jiān)鰟?/span>

基于地理信息系統(tǒng)的配電設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)及診斷原理與方法研究    安文斗

燃?xì)夤芫W(wǎng)計(jì)算理論分析與應(yīng)用的研究    劉燕

我國(guó)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略研究    丁鋒

Lattice Boltzmann方法的理論及其在水力計(jì)算中應(yīng)用的研究    王興勇

中國(guó)石油安全預(yù)警及對(duì)策研究    范秋芳

電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)及其擴(kuò)展的理論研究    陳芳

輸油管道泄漏檢測(cè)新方法與關(guān)鍵技術(shù)研究    張宇

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基于SCADA系統(tǒng)的天然氣管道瞬態(tài)仿真及負(fù)荷預(yù)測(cè)    劉明亮

基于SCADA系統(tǒng)的中間數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)的研究與實(shí)現(xiàn)    呂峰

數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)在石油傳輸管道中的應(yīng)用    胡海駿

具有估計(jì)功能的SCADA曲線生成器的研制及應(yīng)用    朱紅

基于工廠SCADA的設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    黨麗

基于SCADA的石油管道節(jié)能節(jié)水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究    趙玲

基于SOA的一體化調(diào)度支持平臺(tái)的SCADA應(yīng)用研究    李曉蕾

基于WinCC的天然氣門(mén)站SCADA系統(tǒng)上位監(jiān)控軟件研制    朱榮

電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)的脆弱性分析與可生存性評(píng)估研究    付娟

基于CORBA的Web SCADA系統(tǒng)架構(gòu)    任力偉