燃气管网调度优化系统详细介绍

一、概述

燃气管网系统在城市社会活动和经济活动中起着重要的作用，它不仅关系到千家万户城市人民的日常生活，而且也关系到工业生活和各企事业单位、工业设施等的用气问题，目前很多燃气公司都建立了燃气管网系统实时监控和调度中心，该中心是以计算机为核心的分布式控制系统，由它完成对管网的监控。它由调度控制中心（完成对城市燃气管网各站场、远控截断阀室的监控、调度管理和优化运行等任务。）、容灾后备控制中心、门站区域控制站、远程终端装置(RTU)、通信系统等组成。

湖南良源自动化（该公司致力于自动化系统集成、信息化系统开发、DCS系统开发、PLC系统开发、低压配电柜成套、变频柜软起柜等传动系统开发，具体信息详见）的工程师们多年来一直致力于该系统的开发与应用，如下只是典型的案例，具体项目会根据实际情况采取相应的解决方案。

然后，多年以来管理人员仅凭经验对各气源厂进行调度，而不考虑压缩机站的运行特性及供气成本等问题，对于整个系统管理的经济效益方面考虑甚少，从而使供气系统的调度管理处于盲目状态，造成能量的很大浪费，影响燃气企业的经济效益和社会效益。随着城市人口的激增，工业的迅速发展，使得供气系统规模不断扩大，供气量也日趋上升，复杂性也随之提高，这为计划部门制定合理计划带来很大难度。 科技燃气管网计划优化和调度优化系统很好地解决上述问题。

    燃气企业的计划优化主要是使用BP神经网络根据过去用气量的历史数据l来预测长周期的用气量，然后根据气源的燃气费用和输送费用，建立数学模型，使得成本费用最小，从而优化计划。

燃气管网调度优化系统通过SCADA系统实时监测燃气系统运行中的主要状态参数，然后把用气量作为调度优化决策的依据，而用气量的预测是使用BP神经网络根据过去各时刻用气量的历史数据及影响未来用气量的各种因素，预测出未来时刻用户所需要用气量，满足用气需求。调度优化系统根据系统负荷，在***供气服务和经济效益的前提下，确保系统中压送和调节装置的运行工况***。

二、燃气管网的负荷预测

天然气管网负荷预测即用气量预测在实时控制、制定计划和调度优化方面起着重要作用，尤其是负荷预测对燃气系统运行和生产费用都有重大的影响。天然气负荷预测不仅是天然气系统调度优化、实时控制、运行计划和发展规划的前提，更是一个天然气管网调度部门和计划部门所必需的基本信息。提高负荷预测技术水平，有利于天然气系统计划管理，有利于天然气管网优化运行和机组检修计划，有利于管网系统的经济效益和社会效益。

燃气管网系统的负荷变化受多方面因素的影响，它的变动具有时序性、时变性、随机性和非线性等特性。为了解决天然气管网负荷预测的非线性问题， 科技开发的计算引擎产品将遗传神经网络引入管网负荷预测领域。通过多个神经元相互链接，人工神经网络的输入和输出构成一个复杂的非线性处理系统；同时，它还具有可记忆复杂的非线性输入输出映射关系的特征，而这种特性正是一些传统的负荷预测方法难以实现的。

但是，人工神经网络存在着学习速度慢、网络训练失败的可能性较大、泛化能力较差等主要问题。因此利用遗传算法在复杂空间进行全局优化搜索，并具有较强的鲁棒性，取代一些传统的学习算法对初始值进行优化，在解空间中定位较好的搜索空间，然后用BP网络在这些小的解空间搜索出***解。

三、计算引擎介绍

1）产品概述

随着计算机技术、网络技术、控制技术及传感技术的发展，在***生产过程安全高效运行的同时，工业过程控制系统日益朝着集成化、大型化方向发展，表现为系统的复杂性不断增加，控制目标多元化，变量数量增多且相关性增强，并存在多种约束。

在工业过程控制系统设计中通过实时历史数据库及计算引擎可实现系统的优化分析。通过 实时历史数据库提供的海量数据源与计算引擎的多种优化算法相结合，能够实现在线优化全厂过程自动化系统，***全厂装置在实际生产过程中达到优化调度、节能降耗的作用。

2）产品架构

计算引擎分为底层内核、功能模块、配置管理三部分。内核主要实现执行运算以及接口封装；功能模块主要为用户提供常用的一些行业应用的功能模块，另提供用户二次开发脚本编辑环境，可供用户生成自定义模型；

配置管理主要是给予用户实现快速的实时历史数据库测点及关系库配置管理，通过快速操作能够实现整体环境的配置。