一种采用汇点定压力计量天然气用量的方法和系统与流程

一种采用汇点定压力计量天然气用量的方法和系统
【技术领域】
1.本发明属于燃气管网技术领域，特别是涉及一种采用汇点定压力计量天然气用量的方法和系统。


背景技术：

2.在现代生活中，天然气已经成为城市居民生活的必需品。目前我国燃气公司计算燃气用量、销售结算主要是通过燃气表计量的方式，按照天然气使用的体积流量收费。但是，实际燃气管网中的压力和温度波动不定且不断变化，且由于我国多气源的供气格局，各用户处的天然气组分不同，故在使用天然气能量相同的情况下计量的体积流量差异较大，这种因计量差异产生的经济损失不论是对于用户还是燃气公司来说都不够公平合理。但是由于国内能量计量仪表技术不够成熟，且燃气管网已经形成很大规模，改变燃气计量方式是一项耗费巨大人力物力财力和时间的工程。随着管网规模和用户数量的扩张，不论是对于用户的使用还是燃气公司的运营来说，燃气结算与计量的准确性和合理性都变得越来越重要。
3.现有技术中，采用的控制方式为设置气源处的出口压力为定值，因此下游用户用气量越大或者距离定压点越远，其所处的压力越低。根据气体状态方程，同样质量流量的条件下，压力低的用户体积流量越大，故使用同样能量的天然气在大用户处或最不利用户处的体积流量会很大。由于管网结构复杂、工况多变，在实际工程中源点定压值根据经验会设置高一些，以保证最不利点压力需求，因此会导致整体管网运行压力较高而造成浪费。另一方面，用户处压力、温度不定，计量体积流量偏差较大，用户流量越大越不公平。控制用户处压力，保证最不利用户处压力高于最低限制压力，气源处根据水力计算得到的压力值来控制其通过得质量流量不变。因此，如何在满足用户要求的和系统压力要求的情况下作公平化计量，是待解决的问题。
4.本发明将现行的控制气源点压力的方式改成控制汇点压力，尤其是基于最不利用户的汇点定压控制方式的燃气管网模型为公平的用量计量提供支撑。当采用汇点控制模式时，一方面管网可以在所有用户所有时刻的压力都满足要求的前提下降低系统压力，提高了管网安全性和经济性。另一方面，降低了燃气公司的经济损失，且用户流量越大的效果越明显，末端用户的计量也更加准确和公平，为燃气公司经济合理化运行和公平化计量提供数据支撑。此外，通过该新的控制方式，能够在计量时发现可能的计量异常，为燃气管网异常的定位提供可信的计量侧发现途径。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种采用汇点定压力计量天然气用量的方法和系统，所述方法包含：
6.步骤s1：建立计量区域燃气管网模型并设置模型参数；
7.步骤s2：对燃气管网模型设置汇点定压控制方式；
8.步骤s3：对燃气管网模型作水力计算，获取计算参数值；
9.步骤s4：基于用户处参数值和温度值得到用户体积流量。
10.进一步的，所述区域燃气管网模型为net1模型。
11.进一步的，模型中涉及气源、用户点、管段及其拓扑连接关系。
12.进一步的，所述模型中涉及1个气源，15个用户和40根管段。
13.进一步的，所述气源为中中压调压站。
14.一种采用汇点定压力计量天然气用量的平台，所述平台包括：业务终端，服务器；
15.所述业务终端用于发送计量请求到服务器；
16.所述服务器用于解析计量请求以获取用户点标识，所述服务器用于采用所述采用汇点定压力计量天然气用量的方法以计算得到和所述用户点标识对应的用户点处的体积流量；将所述计算得到的体积流量发送给业务终端。
17.进一步的，所述客户端为一个或多个，服务器为云服务器。
18.进一步的，所述业务终端为移动终端。
19.一种采用汇点定压力计量天然气用量的系统，所述系统包括：
20.模型建立模块，用于建立计量区域燃气管网模型并设置模型参数；
21.定汇点控制模块，用于对燃气管网模型设置汇点定压控制方式；
22.拟合模块，用于对燃气管网模型作水力计算，获取计算参数值；
23.计量模块，用于基于用户处参数值和温度值得到用户体积流量。
24.一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的采用汇点定压力计量天然气用量的方法。
25.本发明的有益效果包括：当采用汇点控制模式时，一方面管网可以在所有用户所有时刻的压力都满足要求的前提下降低系统压力，提高了管网安全性和经济性。另一方面，降低了燃气公司的经济损失，且用户流量越大的效果越明显，末端用户的计量也更加准确和公平，为燃气公司经济合理化运行和公平化计量提供数据支撑。此外，通过该新的控制方式，能够在计量时发现可能的计量异常，为燃气管网异常的定位提供可信的计量侧发现途径；
【附图说明】
26.此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
27.图1为本发明一实施例中net1管网示意图。
28.图2为本发明的源点和最不利用户压力曲线图。
29.图3为本发明的非最不利用户的其他用户压力曲线图。
30.图4为本发明所采用的定汇点控制方式示意图。
31.图5为本发明一实施例中管网运行过程中其他用户处压力曲线示意图。
【具体实施方式】
32.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
33.传统控制方式为设置气源处的出口压力为定值，因此下游用户用气量越大或者距离定压点越远，其所处的压力越低。根据气体状态方程，同样质量流量的条件下，压力低的用户体积流量越大，故使用同样能量的天然气在大用户处或最不利用户处的体积流量会很大。由于
34.管网结构复杂、工况多变，在实际工程中源点定压值根据经验会设置高一些，以保证最不利点压力需求，因此会导致整体管网运行压力较高而造成浪费。另一方面，用户处压力、温度不定，计量体积流量偏差较大，用户流量越大越不公平。控制用户处压力，保证最不利用户处压力高于最低限制压力，气源处根据水力计算得到的压力值来控制其通过得质量流量不变。该方法一方面可以控制整个管网运行压力不偏高而造成浪费，另一方面对于大用户和末端用户也更加公平。
35.对本发明所应用的一种采用汇点定压力计量天然气用量的方法进行详细说明，如附图1所示，所述方法包含如下步骤：
36.步骤s1：建立计量区域燃气管网模型并设置模型参数；
37.优选的：所述区域燃气管网模型为net1模型；
38.一个具体的实施方式中，所创建的燃气管网模型中包含1个气源(中中压调压站)，15个用户和40根管段，管段属性如下表1所示。
39.表1某区域net1模型参数
[0040][0041][0042]
优选的：所述设置模型参数，具体为，设置气体属性，并获取不同条件下的气体参数；
[0043]
天然气气体组分根据燃气公司气质分析报告所得，如下表2所示。在确定了天然气气体组分后，可以得到该气体在不同压力、温度下的密度、焓值。
[0044]
表2天然气气体组分与属性
[0045][0046]
步骤s2：对燃气管网模型设置汇点定压控制方式；
[0047]
优选的：所述汇点定压控制方式为控制特定汇点位置处压力保持不变；
[0048]
优选的：所述特定汇点为一个或者多个；
[0049]
优选的：所述汇点定压控制方式是控制最不利用户处的压力保持不变；
[0050]
现有技术中往往是通过控制气源处的压力不变，来进行仿真模拟，而本发明中基于最不利用户的汇点定压控制方式的燃气管网模型使得公平的用量计量提供支撑；
[0051]
所述燃气管网模型在进行模拟计算时的输入值为管网模型拓扑信息，24小时的气源处质量流量、最不利用户处的压力值、其他用户侧质量流量。将输入值输入模型后可以得到气源处以及其他用户处的压力值和最不利用户处的质量流量；
[0052]
步骤s3：对燃气管网模型作水力计算以获取参数值；具体的：获取随时间变化的多组定压力汇点、气源处和/或其他用户处参数值；管网运行过程中气源点和最不利用户处的压力曲线如图2所示。管网中其他用户处的压力如图3所示。
[0053]
优选的：所述参数值为用户处压力值、质量流量；
[0054]
步骤s4：基于用户处参数值和温度值计算得到用户体积流量；具体的；基于用户处的压力值和温度值，通过查该组分天然气物性表，可以得到当前天然气密度，根据当前密度和质量流量，计算得到该用户处用气的体积流量。
[0055]
优选的：所述温度值为实时温度值；
[0056]
目前的燃气公司收费是依据各用户处的计量表数据，该表计量的是用气的体积流量。
[0057]
所述方法还包括步骤s5：分别采用汇点定压力和气源处定压力的方式进行计量，并计算两种方式的计量差比δ，当所述计量差比大于预设值时，进行人工反馈，并考虑出现计量异常；
[0058]
优选的：通过将两种计量方式下得到的计量差比以及计量结果发送给用户端已进行人工反馈；
[0059]
优选的：所述用户端通过业务终端的方式接入；
[0060]
该计量差比δ数值根据下式所得：
[0061][0062]
δ—计量差比，％；
[0063]
v0—源点定压时用户总体积流量，m3/h；
[0064]
v1—汇点定压时用户总体积流量，m3/h；
[0065]
优选的：所述预设值为10％；
[0066]
通过该新的控制方式，能够在计量时发现可能的计量异常，为燃气管网异常的定位提供计量侧发现途径；
[0067]
为了对本发明的方法进行评测，我们在管网模型中输入相同的上述24小时数据，通过模型水力计算可以得到传统控制方法(定源)和本发明采用的定汇点控制方式下用户侧的总体积流量，控制示意图如图4所示，下表为计算结果。表中定源列是现有技术控制方式下的用户侧总体积流量，定汇列是本发明控制方法下的用户侧总体积流量。差比列是指定源控制与定汇控制的计量差比；
[0068]
从下表中可以看出，两种方式计量结果差别较大，所有时刻计量差比均在5％以上，另外，按照目前天然气的大致价格计算得到，在本案例中，采取定汇控制方式可以降低燃气公司因为计量差别而产生的每天约1.4万元的经济损失，显然现有的控制方式下存在较大的用量计算误差。
[0069]
表3两种控制方式24h体积流量值对比表
[0070][0071]
管网运行过程中其他用户处的压力如图5所示，其中虚线为定源控制方式，实线为定汇控制方式。对比压力曲线可知，定汇控制管网压力整体降低，大致为定源控制压力的70％，压力低的管网比压力高的管网更安全经济，因此定会控制有利于经济运行和管网安全。
[0072]
对比两种方式下的运行结果可见，在用户使用的天然气能量不变的情况下，采用不同控制模式，管网运行情况和用户计量情况差异较大。定汇压力模式下管网压力低且计量的体积流量多。即当采用汇点控制模式时，一方面管网可以在所有用户所有时刻的压力都满足要求的前提下降低系统压力，提高了管网安全性和经济性。另一方面，降低了燃气公司的经济损失，且用户流量越大的效果越明显，使得更加准确和公平。
[0073]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。