[发明专利]地区压力调节器的预报控制的自适应系统

说明书

发明背景

本发明涉及一种与对流体的需要成比例地控制一个流体分配系统中的地区调节器的出口压力的系统。更具体地说，本发明涉及一种与对气体的需要成比例地改变天然气分配系统中的地区调节器的输出压力的自适应系统。该系统可以预测对天然气的需求，并根据预测的需求升高或降低输出压力，以便保持远离地区调节器的分配系统的各个点上的压力，比较恒定。预报是根据温度，一天中的时间，和该分配系统过去运行情况的观察，自动地形成的。

本发明包括一个可自适应地收敛至天然气负荷的一个精确预报的分布式智能系统。预报功能是由在地区调节器中的智能控制器实现的。在该天然气分配系统的各个远距离点上，安装着智能式低压监视器。使用一台中心计算机，与各个分布式控制器保持通讯联系，并形成一种手动补偿装置，但不需要每天进行操作。

现有技术说明

目前，诸如天然气分配系统一类的流体分配系统中的地区调节器的出口压力，是根据季节的不同手动设定的。这是对天然气需求的一种非常粗糙的预测。出口压力设定在季节所需要的最大值上。操作者根据该具体的分配系统的过去的历史，来选择设定。因为在一个季节内，对天然气的需求波动很大，因此，在多数时间内，出口压力都比最优值高。

为了建立对诸如天然气一类流体的需求，和地区调节器出口压力之间的实时相关关系，可以采用许多方法。反馈方法利用在流体分配系统的低压点上的压力传感器。与安装在地区调节器上的控制器固定地联系。例如，美国专利3878376号提出了一种计算机控制的电磁阀压力控制系统。该系统包括一台计算机；一台将计算机的指令转换为电能，驱动电磁阀工作的设备；和一个给计算机提供反馈的压力测量系统。该电磁阀与相应的元件一起，可对一个封闭容积加压或减压。虽然，反馈方法可以提供根据实时需要的控制，但它需要有固定的通讯通道，因此，附带的费用也会增加。

另一种不需要固定通讯通道的方法是纯粹的预报方法。预报方法要求将一个预先编程的负荷分布图放置在地区调节器的一个控制器中。负荷分布图包含有天然气的需要，与一天中的时间和温度的关系。例如，美国专利4200911号提出了一种优化水的分配的方法和装置。利用该方法可测量在供水给消费者的网络的一些选择的节点上，实际的水消耗量，以便检测在每一个选择区域中，水的需求的标准模式。然后，通过将每一个区域的特性或属性，与具有标准需求模式的区域的特性或属性比较，可以确定每一个节点的预测的需求模式。然后，根据预测的需求模式，控制安装在管路网络上的泵和阀的控制变量。还可参考美国专利4562552号和美国专利4569012号，这二个专利谈到预报的方法。另外，还可参考美国专利5047965号，该专利谈到一个具有由弹簧加力的膜片控制的先导阀的微处理器控制的气体压力调节器阀。通过在该微处理器控制下的一个电气调节的调节器阀，将增大的压力送至上述膜片的弹簧一侧，可以自动地调节该气体压力调节器阀。历史上的压力降数据与一星期中的天数，每天的时间数和环境温度的函数关系，储存在该微处理器中。温度传感器为微处理器提供表示环境温度的信号，这个信号与储存的历史数据相关，从而可确定主调节器阀的调整。每一个这种预报方法的问题是，需要一个有经验的操作者来编制负荷分布图，并且要定期地更新，因为系统的长期负荷是变化的。不经常定期地更新负荷分布图，会大大降低预报方法的有效性，而需要一个操作者去更新负荷分布图，当然会大大增加这种方法的成本。

发明概要

因此，本发明的一个目的是要提供一种流体分配系统的地区调节器的出口压力调节的控制系统，该系统可以满足采用预报方法的流体分配系统所分配的流体的实时需求，并可以自动产生负荷分布图。

本发明的另一个目的，是要提供一种流体分配系统的地区调节器的出口压力调节的控制系统，该系统除了可以自动产生负荷分布图以外，还提供了一个更新该负荷分布图的机构。

本发明的再一个目的，是要提供一种流体分配系统的地区调节器的出口压力调节的控制系统，该系统可以满足该流体分配系统所分配的流体的实时需求，并且不需要在地区调节器站和该流体分配系统的遥远部分之间，设置一条连续地敞开的通讯通道。