[发明专利]天然气自动分输方法和系统

说明书

本发明公开了一种天然气自动分输方法和系统，该系统包括站控机、多个站控系统PLC和多个自动分输主机以对应不同的供气区域，其特征在于：站控机将来自操作界面输入的操作参数发送至所述站控系统PLC；所述站控系统PLC将所述操作参数发送至所述自动分输主机；所述自动分输主机进行相关计算之后将目标值返回至所述站控系统PLC；所述站控系统PLC控制相应的阀门进行输气控制。

技术领域

本发明属于自动化控制与信息技术领域，特别涉及天然气管道的自动分输技术。

背景技术

目前国内天然气管道用户管理经历了现场控制、站控控制和中心控制三个历史阶段，随着管道管理进入调控中心的集中调控模式，对站场的自动化程度要求也越来越高，目前的压力/流量控制模式占用了工作人员大量的时间和精力，已很难适应当前的管理要求，有必要研发一套新技术以实现用户管理的自动化，从而达到对各个分输用户的精细化管理。

目前中石油分输站场采用的分输方式均为手动分输方式，即由调控中心下发日指定量，由操作人员根据下游的压力、流量变化情况手动进行调节，以满足下游用户的用气量，并且实现对日指定量的控制；由于用户用气普遍存在各时段不均衡性的情况，运行人员需要随时保持对分输情况各参数的实时跟踪和监控，尤其是用气高峰和用气低谷时段，需要工作人员密切关注下游的分输情况，经常会出现每天开始时分输量过多，交接前两个小时频繁调节；或者是开始分输量过多，到交接时天然气输送出现短缺的现象；很难保证每日的日指定输气量100％的精确完成。这种分输方式有以下缺点：

1)分输过程中需要操作人员监控当前输气量与压力情况，凭经验人为判断当前输气状况并通过人工操作不断调整；

2)每天分输末期为了保证当天输气量与日指定量一致，工作人员需要人工操作进行频繁调整，出现工作量大、调整频繁等缺点；

压力/流量控制存在控制精度低，造成压力波动较大或输气量与日指定量误差大等情况。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一套完整的分输机制，该技术的广泛应用对简化调度日常操作行为，能有效提高管道运行水平。自动分输功能在各站场投用后，只需调控中心输入日指定输气量，由站场自动分输系统对各分输用户的各个阶段用气量进行计算，自动完成站场日指定量的分输任务。

现有手动分输方式是通过人工一天数次干预，根据调度下达的日指定下游用户用气情况，来控制每个时段的分输量，并且还要保障用户的高峰用气量。

本发明的自动分输系统为了解决背景技术中的问题，采取综合权重法、剩余时间法两种分输方案，无补偿模式、弱补偿模式、强补偿模式、超限压力调节、压力调节模式、校正模式等五种分输模式相结合的方式，根据调度下达的日指定分输量，提前预测用户的用气曲线，并综合管道的长度和内径，实现分输控制。采用稳态误差补偿、滤波等方式、使分输量更精准。自动分输功能具有以下优点：

1)操作人员只需设定每天的日指定分输量，以及和压力、流量的上下限值，自动分输系统能够自动完成站场日指定量的分输任务；

2)自动分输过程中无需人为干预，能够节省大量的人力资源，并减轻操作人员的工作量，提高站场的自动化控制程度；

3)在现场分输过程中，系统能够自动调节压力、流量以满足下游的用户用气需求；

4)自动分输系统能够按照下游用气情况设定各时段的输气量目标值，满足每天的用气高峰期，并使分输总量精确等于当日设定总值；

5)自动分输系统实时分析压力的波动曲线并判断处理，通过站控系统PLC或调压控制系统调整阀门开度，使得压力曲线更加平稳；

6)根据各个站场的实际情况，增加其他功能，满足实际输气过程中所需的限流与过流等特殊要求。

附图说明