[发明专利]一种省级天然气输气站场智能调节控制方法

说明书

本发明涉及天然气输送领域，特别是一种省级天然气输气站场智能调节控制方法。现有天然气输气站场的上游调节支路缺乏联动、相互独立，供气支路故障时无法进行无扰切换问题，本发明为一种省级天然气输气站场智能调节控制方法，该方法在控制器设计中以增量型PI作为主控制器，通过模糊算法来计算PI参数改变量，引入调节阀的跟随速度和阀门特性曲线，计算以二次修正PI参数改变量，得到最终参数修正值，优化调节过程；将两支路通过逻辑联锁实现串联控制，在任一支路发生切断时根据阀位和流量、压力变化来触发支路切换，并将故障支路切出联锁控制改由另一支路接管调控。本发明可对上游调节器在较大范围作稳态控制，超调量小，并可实现供气支路勿扰切换。

技术领域

本发明涉及天然气输送技术领域，特别是一种省级天然气输气站场智能调节控制方法。

背景技术

在省级天然气管网的输气站场设计时，需要对下游进行压力和流量的调节控制，一般采用两路由站场PLC控制的电动调节阀，而下游一般为地方城市燃气的接气站，需要对压力进行二次调节，故常采用自力式调节阀，且流量在不同时段的变化较大。在站场规划时，综合考虑土地、管道等建设成本，往往将上游和下游的站场相邻设置，造成上下游两级调节器相近设置，各自独立调节，互不协调，而且下游的计量参数通常为商业机密，不会反馈至上游，所以上游对下游的调节器的调节工控基本未知，极难控制，极易造成失调；同时上游调节支路之间缺乏联动功能，相互之间独立控制，在供气支路故障时无法实现无扰切换。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有省级天然气输气站场中的上游调节支路缺乏联动、相互独立，在供气支路故障时无法进行无扰切换问题，本发明提出一种省级天然气输气站场智能调节控制方法，所述控制方法适用于上游的调节器，使调节器可以在较大范围内实现稳态控制，而且超调量极小，可同时实现供气支路的勿扰切换。

本发明解决技术问题采用的技术方案：一种省级天然气输气站场智能调节控制方法，其特征是包括控制器设计和支路无扰联动控制逻辑设计两部分，正常情况下将控制器设计用于主调节器，调节控制上游场站各输气支路，在任一输气支路发生故障时按照支路无扰联动控制逻辑设计切换输气支路；

1)控制器设计：

1.1)主调节器采用增量型PI控制，所有的调节阀共用一个阀位增量，同时保证在同一时间点只有一条支路处于动作状态，其余支路保持当前阀位不变；

1.2)所述PI控制的参数由调节过程中产生的调节误差和误差变化通过模糊算法计算，再进行两次修正后得出实现自整定；

1.3)模糊算法规则表的制定为根据PI控制的特性曲线进行阶段性优化，采用正、反两套相近相反的算法来适应不同的调节，在起调阶段通过比对阶跃误差正负值来选用算法，然后根据实际的测试情况进行修正；

1.4)模糊算法的去模糊化过程中，采用分段重积分法计算重心的方式计算P、I参数一次修正值；

1.5)引入调节阀门的跟随速度和调节特性曲线，以此计算P、I参数的二次修正值(引入两者的作用一是对修正值的幅度进行限定，防止过度修正；二是通过计算调节阀在不同开度下的流通趋势来对修正值进一步优化)；

2)支路无扰联动控制逻辑设计：

将两支路通过逻辑联锁实现串联控制，在任一支路发生切断时，根据阀位和流量、压力变化来触发支路切换，并将故障支路切出联锁控制，由另一支路接管调节控制；在支路的动作区间，设置A％和B％两个阀位阈值，同时设置0～30％、30％～60％、60％～100％三个调节阶段，并且始终保证两条支路处于相邻或相同的调节阶段。