[发明专利]城市天然气管道系统阀门故障传播影响评估方法及系统

权利要求书

1.一种城市天然气管道系统阀门故障传播影响评估方法，其特征在于，所述方法包括：

根据城市天然气管道系统建立所述城市天然气管道系统的网络结构拓扑图，所述网络结构拓扑图包括：节点和表示天然气管道的边，其中所述节点和边用来表示所述城市天然气管道系统的连接关系，所述边带有表示天然气流动的方向；

根据所述网络结构拓扑图建立网络模型，所述网络模型包括节点信息表、边信息表以及所述节点的连接矩阵；

根据所述网络模型中的所述节点信息表、所述边信息表和所述连接矩阵以及预设的约束条件，获取所述城市天然气管道系统正常状态对应的第一流量压力分配信息；

在所述网络模型中模拟阀门故障，并根据预设的阀门故障传播规则和所述约束条件，获取所述城市天然气管道系统在所述阀门故障状态下对应的第二流量压力分配信息；

比较所述第一流量压力分配信息和所述第二流量压力分配信息对所述城市天然气管道系统进行阀门故障传播影响评估。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阀门故障传播规则包括：阀门故障类型以及所述阀门故障类型对应的网络结构拓扑图修改策略和/或网络模型修改策略。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阀门故障类型包括：阀门泄漏和阀门误关断。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述阀门故障类型为所述阀门泄漏，则所述网络模型修改策略包括：

获取阀门泄漏量以及以所述出现泄漏的阀门表示的节点为起点的管道的管道流量，并根据所述阀门泄漏量获取所述出现泄漏的阀门表示的节点的节点流量；

根据所述阀门泄漏后所述管道流量以及所述节点流量修改所述网络模型中的节点信息表和边信息表。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述阀门故障类型为所述阀门误关断，则所述网络结构拓扑图修改策略为：

将以所述误关断的阀门对应的节点为起点的边从所述网络结构拓扑图中移除，构建网络结构拓扑修改图；

将所述网络结构拓扑修改图中的孤立节点以及与所述孤立节点连接的边移除，构建网络结构拓扑优化图，其中所述孤立节点为只有天然气输出没有天然气输入的节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述网络模型修改策略包括：根据所述网络结构拓扑优化图相应的修改所述网络模型中的连接矩阵、节点信息表和边信息表，构建第一修改网络模型。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述节点的作用将所述节点进行分类，所述节点的类型包括：源节点、第一类中转节点、第二类中转节点、第三类中转节点以及目标节点。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

S1、设置故障判据，在所述网络模型中模拟阀门故障，获取所述城市天然气管道系统在故障状态下的对应的流量压力分配信息；

S2、根据所述故障判据和所述流量压力分配信息判断所述城市天然气管道系统是否处于稳定状态；

S3、若所述城市天然气管道系统处于稳定状态，则将所述城市天然气管道系统状态信息作为所述第二流量压力分配信息；

S4、若所述城市天然气管道系统处于不稳定状态，则修改所述网络结构拓扑图和所述网络模型，构建第二修改网络模型；

S5、根据所述第二修改网络模型，以及所述约束条件获取所述城市天然气管道系统对应的流量压力分配信息，并返回步骤S2。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述设置故障判据包括：设置流量下限阈值和流量上限阈值，以及压力下限阈值和压力上限阈值；

若所述城市天然气管道系统中所有的节点和管道对应的流量处于所述流量下限阈值和流量上限阈值之间，且所述城市天然气管道系统中所有的节点和管道对应的压力处于所述压力下限阈值和压力上限阈值之间，则表示城市天然气管道系统处于稳定状态。

10.一种城市天然气管道系统阀门故障传播影响评估系统，其特征在于，所述系统包括：

拓扑图建立模块，用于根据城市天然气管道系统建立所述城市天然气管道系统的网络结构拓扑图，所述网络结构拓扑图包括：节点和表示天然气管道的边，其中所述节点和边用来表示所述城市天然气管道系统的连接关系，所述边带有表示天然气流动的方向；

网络模型建立模块，用于根据所述网络结构拓扑图建立网络模型，所述网络模型包括节点信息表、边信息表以及所述节点的连接矩阵；

第一流量压力分配获取模块，用于根据所述网络模型中的所述节点信息表、所述边信息表和所述连接矩阵以及预设的约束条件，获取所述城市天然气管道系统正常状态对应的第一流量压力分配信息；

第二流量压力分配获取模块，用于在所述网络模型中模拟阀门故障，并根据预设的阀门故障传播规则和所述约束条件，获取所述城市天然气管道系统在阀门故障状态下对应的第二流量压力分配信息；

故障传播影响评估模块，用于比较所述第一流量压力分配信息和所述第二流量压力分配信息对所述城市天然气管道系统进行阀门故障传播影响评估。