[发明专利]一种天然气管网输送路径匹配方法

说明书

本发明涉及一种天然气管网输送路径匹配方法，包括以下步骤：初始化天然气管网的节点和管段，节点包括根节点、场站节点和子节点；按照根节点中天然气资源从小到大的顺序进行迭代计算，指定一个根节点，确定距离该根节点最近的子节点，向子节点分配根节点的天然气直至子节点饱和，对该子节点进行标记；继续寻找未被标记的距离根节点最近的子节点，向其分配根节点的天然气直至子节点饱和并标记，重复操作直至指定根节点的天然气被分配完；指定下一个根节点并重复进行迭代计算，直至所有根节点的天然气被分配完或所以子节点均被标记。本发明具有更加高效合理地规划和匹配天然气的输送路径的效果。

技术领域

本发明属于天然气运输的技术领域，特别涉及一种天然气管网输送路径匹配方法。

背景技术

目前，天然气在管段内的输送路径基本是根据人工经验人为设定的，具有较大的局限性和不合理性，主要体现在几个方面，一是通过人工经验或人工计算确定管输路径的方式，效率较低，难以及时准确高效的应对突发状况或市场形势的变化；二是依据人工经验确定的管输路径，不一定是最短路径，会造成输送周期的延长和管输费用的超额支出；三是通过人工经验确定的管输路径，缺乏技术理论的支撑，不一定完全满足实际的物理约束，存在管输路径难以按计划执行的情况；四是当气源点和用户点较多时，气源与用户之间的关系匹配、输送量分配、路径选择等问题将是一个更加复杂的逻辑关系问题，仅通过人工经验或人工计算的方式，是无法有效的解决这些问题的，而且随着问题规模的扩大，其求解难度将成指数型增长。

天然气在管网中输送时，存在多个气源点和多个用户点，天然气配送组合方案更加多样化和复杂化。不同气源的天然气在管网中输送时，将会掺混在一起，无法区分出各气源的天然气在管网中的具体流通路径。有一种按照“均匀掺混”的原则分析各气源天然气在管网中的流通路径的方法，但是其局限性是分析结果的复杂性和不实用性，因为在“均匀掺混”的原则下，单条管段中往往存在多种气源的天然气，甚至部分气源的天然气在管段中占比非常小。这种情况下，即使是资源量很小的气源，也会“雨露均沾”，以较为分散的状态流经较多的管段，并沿着管段输送至较远的地区。但是在实际的天然气管输贸易和业务结算中，各托运商和管输企业更倾向于确定具体的天然气管输路径，并且使路径趋向于单一化、集中化，天然气量较小的资源点尽可能优先满足周边用户的需求，天然气量较大的资源点允许输送至更远的、效益更高的市场。

因此，相关技术中亟需一种方法，能够针对掺混输送天然气的管网，区分出不同气源的天然气，按照一定的规划准则规划合理的输送路径。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种天然气管网输送路径匹配方法，更加高效合理地规划和匹配天然气的输送路径。

一种天然气管网输送路径匹配方法，包括以下步骤：初始化天然气管网的节点和管段，节点包括根节点、场站节点和子节点；按照根节点中天然气资源从小到大的顺序进行迭代计算，指定一个根节点，确定距离该根节点最近的子节点，向子节点分配根节点的天然气直至子节点饱和，对该子节点进行标记；继续寻找未被标记的距离根节点最近的子节点，向其分配根节点的天然气直至子节点饱和并标记，重复操作直至指定根节点的天然气被分配完；指定下一个根节点并重复进行迭代计算，直至所有根节点的天然气被分配完或所以子节点均被标记。

更进一步地，迭代计算时，每个管段的流通量不超过管段的流通能力，即管网中每条管段输送的天然气不能超过该管段的管输能力。

更进一步地，若管段在迭代计算时已经输送了一定的天然气，则需要在下一次迭代时减去相应管输量。

更进一步地，管段的最大流通量等于其所有上游管段中流通能力最小的管段的流通能力。

更进一步地，根节点为气源节点，气源节点包括油气田、储气库或进口管段气的进口点；场站节点包括压气站、分输站、集气站；子节点为用户节点，用户节点包括天然气直供用户或者进气时的储气库。

更进一步地，如果根节点的下游节点为子节点，则该子节点一定为当前未被标记的子节点中距离根节点最近的子节点。