[发明专利]一种快速预测天然气管网累积流量的方法

权利要求书

1.一种快速预测天然气管网累积流量的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

已知每天的测量时间以每小时作为时间间隔，每个小时都有所对应的实测的管道两端的压力数据和站点用户的累积流量；

将每根管段的两端压力数据作为已知量，与计算站点相邻的管道分别为管道1和管道2，根据公式(1)和公式(2)分别计算管道1和管道2两端的压差；

ΔP_t1＝|P_t1²-P_t3²| (1)

式中ΔP_t1表示管道1在第t个小时的管道两端压力平方差；P_t1，P_t3表示管道1在第t个小时的两端压力；

ΔP_t2＝|P_t4²-P_t2²| (2)

式中ΔP_t2表示管道2在第t个小时的管道两端压力平方差；P_t2，P_t4表示管道2在第t个小时的两端压力；

根据公式(3)建立第t个小时计算站点的瞬时流量Q_t与节点两端压差之间的关系，得到第t个小时所对应的瞬时流量Q_t：

Q_t＝α|ΔP_t1-ΔP_t2| (3)

式中Q_t表示第t个小时计算节点的瞬时流量；α表示的是计算站点的经验参数；ΔP_t1，ΔP_t2表示管道1和管道2的第t个小时的两端压力平方差；

根据公式(4)，将每个时间节点的瞬时流量依次累加得到每小时的累积流量：

式中SQ_tP表示第t个小时计算站点的累积流量；SQ₀表示前一段时间已知的累积流量总和；m表示总小时数；

随后将计算得到第t个小时的计算站点的累积流量SQ_tp与已知第t个小时的实测累积流量SQ_t0进行相对误差计算：

式中δ_t表示第t个小时的相对误差；

将已知实流测试压力数据按照天为单位分为n段时间，其中第一段时间选用第一天到第n-1天；第二段时间选用第二天到第n-1天；第三段时间选用第三天到第n-1天；以此类推，第n-2段时间选用第n-2天和第n-1天；第n-1段时间选用第n-1天；第n段时间选用第n天，用前n-1段时间拟合出最适合的经验参数来预测第n段时间的累积流量；

对前n-1段时间分别计算得到对应的最优经验参数α_n-1，通过不断迭代计算经验参数，每段时间的迭代计算过程如下所示：

(1)调节经验参数从0.01开始迭代，以0.01为步长，得到第1次的经验参数α₁；

(2)根据公式(1)和(2)依次计算在第t个小时每根管道两端的压力平方差，分别得到对应时刻的ΔP_t1，ΔP_t2；

(3)根据公式(3)计算每个小时所对应的计算站点的瞬时流量Q_t；

(4)根据公式(4)将每个小时的瞬时流量依次累加得到每小时累积流量，依次计算得到第t个小时的累积流量SQ_tP；

(5)根据公式(5)分别将第t个小时的累积流量SQ_tP与相对应时刻的实测累积流量SQ_t0作相对误差计算得到在此时刻下的相对误差δ_t，共有m个；

(6)比较m个相对误差的大小，记录在此调节参数α₁下的最大的相对误差δ_max；

(7)以0.01为经验参数的取值步长，依次得到第i次的经验参数α_i，重复步骤(1)～(6)，记录得到i个不同经验参数下的最大相对误差；

(8)比较i个最大相对误差，取i个中最小值所对应的经验参数即为此时间段的最优经验参数α_n-1；

前n-1段时间均有一个对应的最优调节参数α_n-1和在此调节参数下每段时间均有一个最大的相对误差δ_n-1；

比较前n-1段时间的误差δ_n-1，将其最小值对应的最优调节参数结果作为预测经验参数α_n，来进行第n个时间段的累积流量的预测。