天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策支持系統(tǒng)研究

【摘要】： 中國石油西南油氣田分公司是以油氣勘探、采（集）氣、天然氣凈化、天然氣輸送、煉油化工生產(chǎn)和油氣產(chǎn)品加工及銷售為主營業(yè)務(wù)的地區(qū)公司。針對天然氣的特性，對天然氣這種特殊商品實行了采、脫、輸、銷（即產(chǎn)、運、銷）一條龍生產(chǎn)經(jīng)營服務(wù)，目前，已建成天然氣地面設(shè)施：采氣裝置1200余套，凈化裝置10套（處理能力2020萬方/日），集、輸、配氣站700余座，集輸氣管線11000余公里，覆蓋著川渝地區(qū)30萬平方公里，已經(jīng)形成了較為完善的天然氣輸配管網(wǎng)系統(tǒng)，其中高壓長輸天然氣管線6000多公里，以DN700毫米為主要管徑的環(huán)形輸氣干線2100多公里，2002年西南油氣田分公司天然氣產(chǎn)量達到87億立方米，外銷天然氣量為83.5億立方米。該管網(wǎng)系統(tǒng)擔(dān)負著向西南三省一市（云、貴、川、渝）七大化肥（化工）廠、700余家工業(yè)用戶和300多萬城市居民的供氣任務(wù)，天然氣管網(wǎng)是西南地區(qū)經(jīng)濟大動脈，為此，確保天然氣產(chǎn)、運、銷系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)、高效生產(chǎn)運行，調(diào)度管理指揮決策致關(guān)重要。 然而，由于技術(shù)和資金等方面的原因，西南油氣田分公司如此龐大的天然氣生產(chǎn)運行系統(tǒng)，其天然氣的調(diào)度管理，特別是應(yīng)急（故障）工況條件下的調(diào)度管理決策卻主要依賴調(diào)度管理人員的經(jīng)驗運作，其弊端是顯而易見的。對于輸氣管網(wǎng)中重要節(jié)點運行參數(shù)的調(diào)控對策制定，常常處于被動狀態(tài)。這不僅沒有充分發(fā)揮環(huán)形管網(wǎng)的靈活調(diào)控優(yōu)勢，而且還影響到用戶的正常生產(chǎn)，其導(dǎo)致的潛在經(jīng)濟損失和社會影響都是不可低估的。 如何將被動的經(jīng)驗式應(yīng)急調(diào)度管理轉(zhuǎn)變成通過計算機輔助制定調(diào)度預(yù)案的科學(xué)式應(yīng)急調(diào)度管理，實現(xiàn)天然氣產(chǎn)、運、銷系統(tǒng)在故障工況下的優(yōu)化運行，確保天然氣管網(wǎng)安全、平穩(wěn)、高效運行，保證本企業(yè)和用氣企業(yè)的效益最大化，這是西南油氣田分公司調(diào)度管理急需解決的問題，也是輸氣管網(wǎng)實現(xiàn)現(xiàn)代化管理的迫切需要。 本文通過分析西南油氣田分公司天然氣調(diào)度管理的現(xiàn)狀、存在的問題，結(jié)合當(dāng)前管理科學(xué)迅速發(fā)展的新技術(shù)－－決策支持系統(tǒng)和人工 WP=3 智能技術(shù)，將天然氣產(chǎn)、運、銷各個環(huán)節(jié)中的不同工況進行整理、歸納、總結(jié)，同時，將調(diào)度管理人員在長期實踐中積累的成功、豐富的調(diào)度經(jīng)驗，以及調(diào)度管理的原則、制度、規(guī)律、權(quán)重、工作流程等條件充分整合，利用DSS（決策支持系統(tǒng)）技術(shù)和計算機語言，采用①案例匹配模式－－通過對以往發(fā)生的相近事故進行分析，根據(jù)一些相關(guān)條件對案例進行模式匹配，找到與當(dāng)前事故狀態(tài)相近的事故案例，再根據(jù)當(dāng)時的事故處理方案快速準確的得出當(dāng)前的應(yīng)急調(diào)度方案；②專家知識推理模式－－由當(dāng)前的事故狀態(tài)從專家知識庫中挑選一些專家知識，通過人機對話來獲得決策者的要求及所需信息后，由推理機來進行推理和工藝計算，獲取一套應(yīng)急調(diào)度方案。從而形成科學(xué)、合理、及時的天然氣管網(wǎng)應(yīng)急工況下的調(diào)度決策預(yù)案，規(guī)范氣田、凈化廠的安全運行、輸氣管網(wǎng)的合理調(diào)配、重要用戶的有效供給，最大限度地發(fā)揮天然氣的經(jīng)濟價值。 本文通過系統(tǒng)的分析與研究，實現(xiàn)了DSS技術(shù)與天然氣調(diào)度管理的有機結(jié)合，體現(xiàn)了技術(shù)上的創(chuàng)新。主要創(chuàng)新點表現(xiàn)在以下八個方面： * 通過管網(wǎng)水力模擬系統(tǒng)，確定了天然氣管網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度決策的基本條件，并對天然氣管網(wǎng)進行合理的簡化，建立了一個基本能夠反映整個四川天然氣管網(wǎng)運行模式的調(diào)度應(yīng)急決策模型。 * 把調(diào)度專家的經(jīng)驗進行歸納、推理、總結(jié)，挖掘出適合管網(wǎng)運行的調(diào)度原則、規(guī)律、權(quán)重、工作流程，并利用先進的DSS（決策支持系統(tǒng)）技術(shù)和計算機語言，使天然氣管網(wǎng)異常工況下的調(diào)度管理趨于科學(xué)化和規(guī)范化。 * 本研究將DSS(決策支持系統(tǒng))技術(shù)首次應(yīng)用于國內(nèi)天然氣管網(wǎng)調(diào)度應(yīng)急管理，并根據(jù)四川天然氣管網(wǎng)調(diào)度管理的復(fù)雜性、多變性等特點，將傳統(tǒng)DSS技術(shù)與天然氣調(diào)度專家的實踐經(jīng)驗相結(jié)合，利用案例匹配和專家推理機制兩種思路進行科學(xué)的歸納、總結(jié)、決策，提高了天然氣管網(wǎng)調(diào)度應(yīng)急管理系統(tǒng)的先進性、實用性。 * 在研究過程中，首次將地理圖形庫與DSS技術(shù)相結(jié)合，使系統(tǒng)操作更為直觀、簡便。 在研究過程中，首次將管網(wǎng)水力模擬系統(tǒng)與DSS技術(shù)相結(jié)合，利用管網(wǎng)水力模擬系統(tǒng)軟件檢驗決策結(jié)果，提高了 WP=4 * 系統(tǒng)決策的準確度、可信度。 * 通過數(shù)據(jù)導(dǎo)入機制，能夠及時、有效的把三個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)提供給決策系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準確性和決策的實時性。 * 系統(tǒng)采用條件權(quán)值庫的方式，決策者可以將影響天然氣調(diào)度的各種因素,根據(jù)不同的時間和不同的外部條件動態(tài)的加以考慮，從而使決策更加科學(xué)和實際。 * 由于專家知識必須以精確的形式輸入到計算機中，所以知識要被明確地了解而不是被隱含于專家的腦海中，這樣就必須對專家知識的正確性、一致性和完整性進行檢查，這就提高了調(diào)度專家知識的質(zhì)量。 【關(guān)鍵詞】：天然氣 調(diào)度管理 決策支持技術(shù) 案例匹配 專家知識推理
【學(xué)位授予單位】：西南財經(jīng)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：F426.22
【目錄】：

• 前言13-15
• 第一章 天然氣調(diào)度管理的現(xiàn)狀分析15-23
• 第一節(jié) 天然氣調(diào)度管理運行狀況及特點15-18
• 一、 概況15-17
• 二． 天然氣調(diào)度管理的特點17-18
• 第二節(jié) 天然氣調(diào)度管理面臨的問題18-23
• 一． 組織管理上不規(guī)范：18-21
• 二． 數(shù)據(jù)管理難度大21-23
• 第二章 決策支持系統(tǒng)（DSS）簡介23-34
• 第一節(jié) 決策支持系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展23-26
• 一． DSS的產(chǎn)生背景23-24
• 二． DSS的發(fā)展24-26
• 第二節(jié) DSS與相關(guān)技術(shù)的關(guān)系26-29
• 一． 決策與預(yù)測的關(guān)系26-27
• 二． DSS與管理科學(xué)（MS）、運籌學(xué)（OR）的關(guān)系27
• 三． DSS與MIS的關(guān)系27-28
• 四． DSS與專家系統(tǒng)的關(guān)系28-29
• 第三節(jié) DSS的組成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)29-34
• 一． DSS的組成29-31
• 二． DSS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)31-34
• 第三章 DSS技術(shù)應(yīng)用于天然氣調(diào)度管理的必要性和可行性34-41
• 第一節(jié) DSS技術(shù)應(yīng)用于天然氣調(diào)度管理的必要性分析34-37
• 一． DSS技術(shù)是實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)有效管理的需要34-35
• 二． DSS技術(shù)是企業(yè)提高管理水平的需要35-37
• 第二節(jié) DSS技術(shù)應(yīng)用于天然氣調(diào)度管理的可行性分析37-41
• 一． DSS技術(shù)的特點決定了其應(yīng)用的可行性37-39
• 二． 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)為其奠定基礎(chǔ)39
• 三． SCADA（監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)的建成為其創(chuàng)造條件39
• 四． 企業(yè)重組改制為DSS實施創(chuàng)造內(nèi)在動力39-40
• 五． 經(jīng)濟可行性40-41
• 第四章 天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策支持系統(tǒng)的建立41-69
• 第一節(jié) 天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策支持系統(tǒng)管理模型的構(gòu)建41-46
• 一． 啟動天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策系統(tǒng)的基本條件41-43
• 二． 建立調(diào)度決策模型的基本原則43
• 三． 構(gòu)建天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策系統(tǒng)管網(wǎng)模型43-46
• 第二節(jié) 應(yīng)急決策系統(tǒng)總體設(shè)計思想和層次結(jié)構(gòu)46-47
• 一． 總體設(shè)計思想46-47
• 第三節(jié) 天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策支持系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)47-53
• 一． 人機交互接口47-48
• 二． 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫48-50
• 三． 故障模型庫50
• 四． 推理規(guī)則庫50-52
• 五． 故障案例庫52
• 六． 地理圖形庫52-53
• 七． 條件權(quán)值庫53
• 八． 管網(wǎng)水力模擬系統(tǒng)53
• 第四節(jié) 天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策支持系統(tǒng)工作流程53-63
• 一、 系統(tǒng)工作流程53-54
• 二． 案例匹配模式54-56
• 三． 專家知識推理模式56-63
• 四． 模擬系統(tǒng)63
• 第五節(jié) 應(yīng)用測試分析63-69
• 一． 渠縣脫硫廠故障決策分析64-66
• 二． 輸氣管線兩路－井口段故障決策分析66-69
• 第五章 天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策支持系統(tǒng)實施中注意的問題69-73
• 第一節(jié) 正確認識DSS的作用69-70
• 一． DSS系統(tǒng)有助于提高決策質(zhì)量69
• 二． DSS的功能有限69-70
• 第二節(jié) 重視DSS的擴充完善70-71
• 一． 進一步總結(jié)和充實案例庫70
• 二． 進一步挖掘和規(guī)范專家知識庫70-71
• 三． 搞好DSS與SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)銜接71
• 第三節(jié) 強化技術(shù)培訓(xùn)，提高員工素質(zhì)71-73
• 一． 加強骨干技術(shù)隊伍的培養(yǎng)71-72
• 二． 加大激勵考核力度72-73
• 結(jié)束語73-74
• 參考文獻74-75
• 致謝75-76

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天然氣——新世紀的能源主力 推動經(jīng)濟發(fā)展的亮點    朱長澤;貢文海;

天然氣中毒死亡102例分析    許金暢;喬聚祥;姚宗湖;

嚴肅調(diào)度紀律確保電網(wǎng)安全    趙大青 趙楊

調(diào)度管理嚴字當(dāng)頭    湯笛聲 彭兵

冀州市法院為群眾合法權(quán)益提供有力保障    徐星

全市第一家天然氣雙燃料汽車加氣站投入使用    記者 丁永宏通訊員 戴峰 胡芬

陜西省天然氣股份有限公司登陸中小板    賀韜

東南亞籌建天然氣網(wǎng)    楊軍

從西氣東輸看天然氣監(jiān)管    記者 陳玉強 特約記者 呂陽春 通訊員 張航

做強天然氣 吐哈正當(dāng)時    韓彬

年內(nèi)設(shè)三條以上公交專道    吳宏雄

我市燃氣快速走進千家萬戶    記者 李玉亮 通訊員 高亮

鹽層儲氣庫溶腔形狀控制模擬技術(shù)研究    萬玉金

基于化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的天然氣—柴油電控雙燃料發(fā)動機燃燒模型的研究    趙駱偉

鄂爾多斯盆地奧陶系天然氣成藏機理及其與構(gòu)造演化關(guān)系    胡國藝

中國天然氣要素成本管理模式研究    周志斌

中國天然氣可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究    張福東

采用天然氣的小型斯特林冷熱電三聯(lián)供關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用分析    汪海貴

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濕氣氣藏天然氣井油管外壁腐蝕研究    姜放

生物質(zhì)與天然氣基及其互補的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成開拓研究    李洪強

天然氣生成過程中氫同位素分餾動力學(xué)研究及應(yīng)用    李吉君

天然氣調(diào)度管理應(yīng)急決策支持系統(tǒng)研究    朱勇

赤天化物流一體化調(diào)度管理優(yōu)化研究    黃正雄

甲烷泄漏檢測及擴散研究    師春元

活性炭成型及其對天然氣吸附性能的研究    閆新龍

天然氣開采技術(shù)綜合評價研究    王琳琳

天然氣熱氯化法生產(chǎn)低含水量甲烷氯化物品的工程研究    曾曉彬

天然氣中氬同位素組成的對比測定及差異分析    王宗禮

漸變型多孔介質(zhì)燃燒器的研究與開發(fā)    褚金華

等離子體射流共裂解煤和天然氣制乙炔實驗研究    尚書勇

天然氣生成過程中的碳同位素分餾作用研究    李吉君