[发明专利]基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法及装置

说明书

一种基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法及装置，所述方法包含：根据目标天然气管网的需求侧分析获得用户需求预测和用户分级结果；根据历史失效数据库对目标天然气管网的预设区域进行可靠性评估获得系统状态转移模拟的输入数据；根据所述输入数据通过基于交叉熵的时序蒙特卡洛方法对目标天然气管网状态转移过程进行模拟，获得时序状态转移序列；根据各需求点所含用户的用气特性和所述时序状态转移序列计算结果获得状态转移后目标天然气管网的供气量；根据所述用户需求预测结果和所述供气量分析获得目标天然气管网的供气可靠性检测数据。

技术领域

本发明涉及天然气管网维护领域，尤指一种基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法及装置。

背景技术

系统运行状态的随机过程模拟和各种运行状态下供气量计算是天然气管网供气可靠性研究的关键。序贯蒙特卡洛模拟由于能够给出与时间密切相关的系统可靠性指 标的无偏估计，常被用于系统可靠性评价中系统状态转移的模拟。然而，天然气管网 庞大的状态空间、时变非线性的运行状态变化以及大时滞、非线性的系统特性，决定 了传统的序贯蒙特卡洛方法在求解天然气管网供气可靠性中存在着速度瓶颈。而对于 管网供气量计算，则主要采用最大流方法、稳态水力仿真和离线水力数据库等途径， 但均未充分考虑天然气需求的波动特征以及用户重要度的影响。

基于此，本研究提出了一种基于交叉熵理论的大型、复杂天然气管网供气可靠性检测方法及装置以弥补已有研究的不足。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法及装置，对天然气管网的可靠性进行有效评估和检测。

为达上述目的，本发明提供了一种基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法，所述方法包含：根据目标天然气管网的需求侧分析获得用户需求预测和用户分 级结果；根据历史失效数据库对目标天然气管网的预设区域进行可靠性评估获得系统 状态转移模拟的输入数据；根据所述输入数据通过基于交叉熵的时序蒙特卡洛方法对 目标天然气管网状态转移过程进行模拟，获得时序状态转移序列；根据各需求点所含 用户的用气特性和所述时序状态转移序列计算结果获得状态转移后目标天然气管网 的供气量；根据所述用户需求预测的结果、所述用户分级结果和所述供气量分析获得 目标天然气管网的供气可靠性检测数据。

在上述基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法中，优选的，所述方法还包含：基于供气可靠性定义，根据气量和时间两个维度构建天然气管网的供气可靠 性表征函数；根据所述用户需求预测的结果获得目标天然气管网的需求量，根据所述 需求量、所述用户分级结果中的用户特性数据和所述供气量通过所述供气可靠性表征 函数计算获得目标天然气管网的供气可靠性检测数据。

在上述基于交叉熵理论的天然气管网供气可靠性检测方法中，优选的，根据气量和时间两个维度构建天然气管网的供气可靠性表征函数包含：根据时间维度构建供气 可靠性表征函数包含：

根据气量维度构建供气可靠性表征函数包含：

在上式中，上标i表示管网中第i个需求点，LODEⁱ，LODPⁱ，EGNSⁱ和ERNSⁱ分别代表第i个需求点的时间期望值、时间概率、气量期望值和削减量占需求总量的 比值，下标j表示第j次模拟，N为总的模拟次数，T为任务时间，Cⁱ(t)表示管网系统 在第t天不能满足需求的程度，其计算公式为Xⁱ(t)和Dⁱ(t)分 别是第t天天然气管网供给第i个需求点的供气量以及第i个需求点的需求量。