[发明专利]天然气管道系统供气可靠性评价方法及系统

说明书

本发明提供了一种天然气管道系统供气可靠性评价方法及系统，所述方法包含：通过蒙特卡洛模拟法计算获得天然气长输管道供气量数据；根据需求侧分析的负荷持续曲线技术，计算获得天然气需求数据；根据所述天然气长输管道供气量数据与所述天然气需求数据的差额获得储气库系统的注采气任务数据；通过水力计算获得储气库系统的运行参数，根据所述运行参数与所述注采气任务数据计算获得储气库系统的注采可靠系数，根据所述注采可靠系数获得管道系统的供气量数据；根据所述天然气需求数据和管道系统供气量数据计算获得天然气管道系统供气可靠性的评价结果。

技术领域

本发明涉及油气设备管理领域，尤指一种天然气管道系统供气可靠性评价方法及系统。

背景技术

随着低碳经济的快速发展，天然气作为清洁高效的化石能源，其需求呈高速增长的趋势。天然气管道系统由天然气长输管道系统和其配套设施如地下储气库组成，是连接天然气资源和下游市场的纽带，其供气可靠性直接关系到天然气用户的用气安全。天然气管道系统供气可靠性是指系统在任务时间和规定条件内，能够满足天然气市场需求的能力，它由系统的供气能力和市场需求共同决定。对供气可靠性评价的关键就是考虑系统供气能力和市场需求的不确定性。系统供气能力不确定性主要来自于系统运行状态的不确定性以及管道系统的动态行为；而市场需求则是受外界因素如气温、气价等影响，随时间而变化。然而已有的文献常忽略系统供气能力和市场需求的不确定性，往往造成供气可靠性评价结果与实际严重不符。

当前，有很多研究者试图采用图论的理论对天然气管道系统供气可靠性进行评价。主要步骤是1)计算天然气管道系统中单元(管段单元和天然气站场)的失效概率；2)采用蒙特卡洛方法，模拟系统的转移过程；3)根据系统运行状态，确定管道输送约束，采用最大流算法，计算系统处于各状态下的供气量；4)将供气情况与用户需求情况进行比较，从而完成管道系统供气可靠性的评价。但是，该方案在对管道系统的供气能力不确定性和市场需求不确定考虑不充分。

在供气能力计算中，现有方案采用图论中最大流算法计算系统处于不同运行状态下的供气量。由于管道系统中运行时，大量气体以管存的形式存储于管道内，当系统发生状态转移时，系统的供气量是一个渐变过程。采用最大流算法忽略了管道系统的动态行为，对供气量的处理是一个突变过程。此外，储气库作为管道系统重要的配套设施，现有技术未考虑它的工作特性以及注采可靠性。在市场需求方面，现有技术将其视为一个固定值，忽略了市场随时间而变化，每月、每日和每时都不相同的特点。

发明内容

本发明目的在于提供一种考虑供气能力和市场需求不确定性的天然气管道系统供气可靠性评价方法及系统。

为达上述目的，本发明所提供的天然气管道系统供气可靠性评价方法具体包含：通过蒙特卡洛模拟法计算获得天然气长输管道供气量数据；根据需求侧分析的负荷持续曲线技术，计算获得天然气需求数据；根据所述天然气长输管道供气量数据与所述天然气需求数据的差额获得储气库系统的注采气任务数据；通过水力计算获得储气库系统的运行参数，根据所述运行参数与所述注采气任务数据计算获得储气库系统的注采可靠系数；根据所述注采可靠系数获得管道系统的供气量数据；根据所述天然气需求数据和管道系统的供气量数据获得天然气管道系统供气可靠性的评价结果。

在本发明一实施例中，所述通过蒙特卡洛模拟法计算获得天然气长输管道供气量数据包含：通过蒙特卡洛模拟法模拟天然气长输管道系统的状态转移过程，获得天然气长输管道系统的状态数据；根据非稳态水力计算的特征线方程分析天然气长输管道系统在状态转移以后的供气流量，获得天然气长输管道系统的供气流量变化规律；根据所述天然气长输管道系统的状态数据和所述供气流量变化规律，计算获得天然气长输管道供气量数据。

在本发明一实施例中，所述根据需求侧分析的负荷持续曲线技术，计算获得天然气需求数据包含：获得目标市场的用户类型及对应的需求特征；通过需求侧分析的负荷持续曲线技术构造需求分布函数；根据所述需求分布函数获得天然气需求数据。