关于燃气负荷预测技术发展及应用现状研究
随着近几年天然气消费量的持续增长,我国的天然气产业得到了飞速发展,天然气管道事业也必将迎来新的机遇与挑战。然而,长输天然气管道的调度管理、规划运营和运行优化,都必须依赖于准确的负荷预测技术。特别是在管道公司与下游用户签订“照付不议合同”的前提下,长输天然气管道准确的负荷预测技术就显得极其重要,它涉及供气系统的安全性、可靠性和管道公司的经济效益等诸多方面的因素,是智能管网系统实现规划、建立、调峰与调度等功能的关键技术。因此,准确的燃气负荷预测值对提高长输天然气管网供气系统管理水平、保证安全平稳供气、提高供气系统的经济性均有着十分重要的意义。我国对于长输天然气管道下游用户负荷预测方面的研究起步较晚,过去几十年间,预测算法由于受到科技发展瓶颈的限制,始终停留在人工经验分析、传统预测模型以及结构简单的神经网络预测模型上,虽然部分模型可以获得较好的预测结果,但其适用性及稳定性均有待提高。随着近几年计算机科学技术的迅猛发展,“AlphaGo”人工智能程序、面部识别系统、汽车无人驾驶系统等高精尖技术的研发,掀起了人工智能和全球各个领域相结合的发展浪潮。对于燃气负荷预测领域,算法结构更加复杂、更加先进的人工智能模型,以及将不同预测模型和人工智能领域相结合,或用各种优化算法对人工智能模型进行优化的组合预测模型凭借其更高的预测精度和稳定性正在迅速崛起。为了确保燃气负荷预测技术在实际应用过程中的准确性、稳定性和适用性,预测模型的发展现状、应用特点和衍生出的预测产品进行研究,并对燃气负荷预测技术未来的发展方向做了进一步分析,以期为长输天然气管道企业的用气量规划、储气调峰和运行优化提供参考意见。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-28
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关于燃气智慧化基础设置建设的探讨
燃气基础设施即调压站(箱)、阀井、管线、气表的智能化建设是实现燃气智慧化的基础。以燃气表为例,作为城市燃气计量结算的核心设备,对燃气企业的安全运营、服务质量、经济效益等都有着较大的影响,其作为用户用气数据采集的终端设备,是燃气企业实现智能化管理的前提,也是进一步实现大数据服务的关键。从智能燃气仪表的发展来看,智能燃气仪表从最初的只能实现预收费和控制功能发展到目前集数据感知、空中充值、查询远程监控、实时预警等功能一体。除了燃气表、输配管网,场站的智能化也在不断推动,包括远程控制阀门开闭、调压器自调节自诊断预警等功能,随着智能化技术的发展也正逐步应用于燃气生产运营中。1、调压站(箱)相关智能设备智能调压站(箱)是在传统的自力调压器基础上进行技术创新,开放新型智能控制器和专用自力式调压器控制导阀,通过智能控制器对控制导阀进行控制,实现调压器出口压力和出口流量的智能化控制。智能调压站的调压器为自力式调压器,断电或通讯故障时,调压器仍按当前设定压力正常工作,故具备本质安全特性。2、阀井的相关智能设备燃气智慧化智能阀井监控设备是一款物联网通信技术,通过设备内部传感器可以将阀井内可燃气体浓度、水位、井盖开启状态等数据实时传输到管网监控中心。管网监控中心可随时查看各阀井的工作状态,相关报警信息实时直接发送至调度中心、相关责任人及应急中心。可以提高对阀井安全隐患的监控、排查及应急响应效率,同时也减轻人工巡检的劳动强度,降低巡检成本。3、管线的相关智能设备在现有阀门基础上,根据不同用途、不同条件配置执行机构,再加装控制器及信号输入输出装置,实现远程调控阀门开关。这样可以大大地提高燃气管网整体安全性能,降低现场工人操作强度,提高工作效率。防止第三方破坏技术主要有分布式光纤预警技术、违章振动预警技术、传感防护带预警技术等,光纤管道预警系统利益与管道同沟敷设的光缆,拾取管道沿线地理的土壤振动信号,借助综合信息平台分辨各种信息,对有可能危害管道安全的动土事件或场所入侵事件进行报警,可以及时调度维护抢修人员准确赶到事件地点,避免管道安全事故的发生。4、计量表相关智能设备流量计表是工业自动化仪表里应用较为广泛的几种常用型流量测量仪表,逐渐接受并使用新技术流量计,包括有超声波、热式其他质量流量计、质量流量计以及孔板流量计等。从机械式流量计到电子技术流量计的革新是燃气智慧化流量计最重要的发展趋势。自诊断功能被引入流量计中,使得流量仪表不仅仅是检查的测量工具,更多地为了满足系统维护的需要,例如空管道侦测何自检验等。在电子流量计结合现在的通信技术后,使得控制人员能够远程实时获取生产现场的流量数据和历史数据。我国城镇燃气管网里程以达70万千米,近几年随着天然气替代作为能源清洁化和大气雾霾治理的主要手段,燃气基础设施建设速度也迎来了爆发式增长。高速发展的现状也为城市燃气管理带来很多矛盾,而随着技术不断发展,建设既高效智能又安全可靠的燃气体系是燃气企业发展的基本方向,燃气行业的管理和服务也将历经从数字燃气到智能燃气,最终走向燃气智慧化的发展历程。
2021-12-28
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碳达峰、碳中和战略下天然气的发展地位
碳达峰、碳中和是国家重大战略,旨在以能源体系转型推动经济社会高质量发展,促使能源体系由以化石能源为主向可再生能源为主转型发展。当前,我国能源结构具有以煤为主、能源体系规模大、转型时间短、转型成本高等特点;同时能源转型要解决可再生能源多尺度、波动性、不确定性带来的能源安全稳定供应难题,亟待探索能源转型发展的可行路径。天然气属于低碳化石能源,发展基础雄厚、发展潜力巨大,在供应端和消费端的各领域具有独特的比较优势;既可在平抑新能源大量接入的电网调峰、交通领域低碳化发展、工业领域减排、城市环境污染治理等方面发挥重要作用,也可为储能,高渗透绿氢,碳捕获、利用与封存等颠覆性技术突破和能源体系平稳转换赢得时间。因此,明确天然气在实现碳达峰、碳中和目标不同阶段的角色定位,适时适度发挥天然气清洁低碳、高效稳定的独特优势,对于我国天然气行业的高质量发展,碳达峰、碳中和目标的顺利实现具有重要意义。国内外机构相继开展我国碳中和路线图研究,分析我国碳中和发展路径并预测能源需求。综合这些机构的预测结果,到2060年,我国化石能源消费在一次能源消费中的占比为7%~30%;天然气消费量为1.0×1011~4.9×1011m3,约占一次能源消费总量的3%~16%。不同机构对化石能源特别是天然气未来发展情况的研究结论存在显著差异,反映出各方对碳达峰、碳中和转型路径以及天然气在转型路径中的作用认识方面存在明显分歧。针对于此,本文在科学认识碳达峰、碳中和发展阶段,发展挑战,发展原则的基础上,系统研究天然气的发展基础和供需双侧的机遇与优势,剖析发展制约因素并提出天然气发展的目标和建议,以期进一步凝聚共识,明确天然气发展地位,为国家制定碳达峰、碳中和发展路径提供基础参考。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-28
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基于数字孪生技术的燃气用户服务
基于数字孪生的燃气用户服务主要包括主动捕捉用户需求、增值服务提供及提升用户服务三个步骤,数字孪生技术可用于分析用户需求、预测增值服务效果、提升服务便捷性等方面,如图所示。 1、需求分析在物理燃气系统的需求侧,对各类型燃气用户用能数据进行采集,并传输到虚拟模型中,对燃气用户需求进行明确、分类、收集与整理,结合大数据分析、数据挖掘等方法,对燃气用户需求,如对用气量、用气安全、设备状态等进行主动分析。2、增值服务提供燃气类型增值服务。当前燃气运营商主要业务为单一的接驳、售气服务,可基于燃气拓展增值服务,如发展燃气灶、燃气具、燃气锅炉等燃气直接下游产品,以及如燃气空调、燃气干衣机等新型燃气设备的市场。提供综合能源增值服务。随着燃气与其他能源的融合以及能源互联网的发展,燃气运营商可以提供综合能源服务,如提供气、电、热、冷等多种能源,并提供如综合用能分析、用能切换、节能减排方案制定等配套服务。个性化服务。根据燃气用户需求,为燃气用户提升定制化服务,如燃气具定制、设备定时维修、燃气保险等服务。服务模拟。根据燃气用户需求分析结果以及已有增值服务积累数据,利用虚拟模型对提供增值服务的面向燃气用户人群、定价、推广策略等进行模拟,据此向燃气用户提供相适应的服务。3、便捷服务转变服务方式。升级基础设施、完善信息系统、提升服务流程透明度,结合虚拟模型中燃气用户服务功能与新一化信息技术,借助网页、微信、移动应用等工具,将如抄表、缴费、开户、销户等服务从线下转移至线上,或形成线上为主线下为辅的服务方式,提升服务便捷性。提升服务质量。基于需求捕捉、增值服务、线上服务等功能,提升对燃气用户需求的响应速度、服务准确度、燃气用户满意度等指标,从而提升服务质量。4、户内安全提升户内安全监测。基于安全型燃气表、智能燃气泄漏检测装置等设备的更新与使用,可对用户室内燃气用气数据、设备状态等进行实时采集,通过虚拟模型进行数据分析,监测用气安全。户内安全控制。基于远程控制阀、切断阀等设备,当用户室内发生燃气泄漏等,虚拟模型可紧急采取及时报警、切断阀门、放散燃气等操作,最大限度降低用户损失。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-28
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数字孪生智慧燃气下的输配调度
基于智慧燃气数字孪生的燃气输配调度重点在于对供给侧、需求侧及输配侧进行仿真,并将仿真策略应用到物理实体当中,数字孪生技术可用于需求预测、供给预测,以及调度方案的计算和仿真,如图所示。 1、数据采集综合与输配调度相关的数据,包括智慧燃气系统物理实体在供给侧、输配侧、需求侧的实测数据,如供给侧的气源类型、数量、地理位置等数据,输配侧的管网压力限制、管径、管网拓扑结构等数据,需求侧的用户类型、用户数量、大用户用气申报等数据,并将数据传输到虚拟模型当中。2、调度仿真供给预测与需求预测。基于供给侧、需求侧相关数据,利用虚拟模型进行多气源/多压力级制/多时段/多地区等不同条件下地供给预测与需求预测。在供给侧预测时,结合燃气气源,如生物质气、煤质气、LNG等多种气源,保证供气的多样性与安全性。输配方案仿真。基于智慧燃气系统物理实体输配侧相关数据,结合供给预测与需求预测,对输配方案进行仿真。确定输配调度优化目标,如压力均匀程度、供气稳定程度、设备磨损要求等;确定约束条件,主要包括气源供气压力与管网压力界限;利用虚拟模型仿真不同参数下的输配调度策略,确定最优压力、流量、阀门开合角度等参数。3、方案应用将调度方案应用到智慧燃气系统物理实体中,实现多气源/多压力级制/多时段/多地区的精细化调度。在供给侧完成气源协调工作;在输配侧将调度方案导入智能SCADA系统,对管网设备进行控制,用于指示现场操作人员手动调控设备,向企业调度中心提供决策依据等。对输配调度结果进行实时监测,持续执行以上步骤,迭代优化输配调度过程。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-27
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燃气工程施工信息化管理平台的构建
在网络信息技术如此发达的时代,企业的运营与管理与有关大数据信息技术的相互结合是大势所趋,那么在此背景下燃气工程施工的信息化管理平台该如何建立就成为相关重点。对此,我们可以利用现如今已有的技术,例如:二维码、移动互联、定位技术,与燃气施工的过程中先进经验和关注重点相结合来打造一个信息化的平台。1、质量方面的安全管理应用现有的互联网技术并组织各个专业领域的专家对有关安全检查方面进行一个清单的梳理,把所有的检查清单以及所需要检查的项目有关标准统一梳理制定并固化在移动终端中,以此来形成一个统一标准的安全质量检查。在例行的检查中如发生问题,与检查清单结合以后,利用手机程序使其自动生成隐患整改单并传给有关燃气施工单位,待回复整改以后隐患清单关闭,以此来实现安全质量问题上的闭环管理。2、管道的数据采集可以先根据燃气管道的施工顺序及管道的特点来制定有关数据采集的起点,并设计好有关数据采集的标准模板以及数字化移交成果的模板。在燃气管道实际施工的过程中,有关人员可以借助事先研发好的手机程序通过定位系统进行定位后,来实现准确上传有关数据的目的。这种方法在主要管道的施工位置能够及时、准确地上传重要数据并进行存档记录,便于日后的检修与数据分析。3、有关人员的管理通过使用互联网技术与定位技术,根据施工人员、管理人员所在的不同类型项目来设定不同的定位方式。随后根据各自工程项目的签到定位点来进行签到情况的确认,根据定位系统所记录的人员行动轨迹来确定他们的履职情况以及到位率。特种作业的人员需在手机程序上上传自己的证件并审核合格以后让监管人员进行检查,从人员的使用上来提高工程的有关质量。4、质量与施工效率的检查提前设定好各个施工部位的有关核验标准以及施工时效,施工过程中每完成一项可通过手机程序上传照片,有关监管人员根据标准进行审核并上传到终端让总部进行统一审核。这样有助于在燃气施工过程发现并解决问题,通过上传的数据多少来判断其施工效率从而布置调整整体的施工计划,源头上提高工程的安全质量。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-27
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智能燃气表在实际应用中的优势
物联网系统支持的膜式燃气表相比传统燃气表,具有明显的应有优势。用户利用手机等移动通信设备即可获取燃气企业提供的结算、查询与充值等服务,充分缓解原来排队充值形成的燃气购买压力,可适当缩减营业厅的数量,降低燃气企业运营成本。用户在燃气企业充值时,支付的并非买气量,而是预付款,系统进入结算环节时,需要参考实时单价和流量,以此来避免价格调整后居民出现囤气行为,进而减少燃气企业的损失。膜式燃气表以实时监控的方式管理用户用气情况,直接操控气阀阀门,而且燃气表上安装了报警器,识别燃气泄漏的情况后,立即关闭气阀,同时向用户以及燃气企业反馈危险信息,实现对燃气事故的控制。在开展抢修工作时,燃气企业需要暂停一定范围内的燃气供应,利用此种燃气表即可快速关闭,减少断气环节中的人力损耗,恢复正常供气时同样利用后台操作,监控燃气流量,若发现异常状况,立即联系用户,调查并核实相应情况。物联网燃气表监测并获取用户的实际用气量信息,燃气企业可利用这部分信息来编制财务报表,统计民用气的使用总量。膜式燃气表的优势体现在多个方面,不仅支持了燃气企业的各项管理工作,还给燃气用户带来了诸多便利,在用户与燃气企业双向互通的条件下,用户可根据需求对燃气消费明细进行查询,系统在用户出现余额不足的情况时,及时发出提醒信息,督促用户按时缴费。物联网燃气表采用自动化程度较高的控制系统,减少了燃气企业的人力损耗,降低了人力资源成本。燃气企业在该种新型燃气表的支持下,可以形成更加流畅的燃气计量与管理流程,解决既有的燃气计量问题。后续还需继续完善物联网燃气表系统,使其在燃气计量过程中发挥更多作用,减少计量工作给燃气企业经营带来的负面影响,提升经济收益。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-27
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燃气信息化对燃气管网安全建设和运行的重要性
我国不断提高信息技术发展水平,在各个领域都开始广泛利用信息化管理模式,但是仍旧有一些地区的燃气管网管理模式利用传统模式,通过人工整合、存储工程信息,整个工作过程不够严密,同时还存在较多的漏洞。此外缺乏完善的人员管理体系,施工单位不重视这项工作,为了节约成本,施工单位没有安排专业的资料管理人员,降低了信息传输速度。在工程验收过程中,需要提交相关数据文件,因为施工单位只是盲目地赶制文件,数据收集不全面,此外还存在信息伪造等情况,影响到后续工作的开展,这就突出了燃气信息化管理的重要性。在燃气信息化管理过程中,需要全面普查燃气管网,燃气企业需要将管网建设信息、管线运行轨迹、防腐层检测数据,泄漏检测数据、管网运行压力、施工配合及重点施工区域沉降监测等数据准确地采集到管网信息运行系统。利用信息化管理模式,可以提高信息传输效率,同时可以保障数据真实性;利用信息化管理模式,可以节省人工数据收集的压力,使信息处理速度不断提高,利用各项实时数据分析管线安全性,实现燃气信息化高效管理。燃气企业可以利用燃气信息化系统的数据开展施工配合工作,提出具体可行的燃气管线保护方案,可以要求施工单位开展隔离施工,利用保护套管的方式保护燃气管网,避免其他工程影响到燃气管道。例如在雨污水管道施工中,利用信息化系统可以自行判断实际情况,避免影响到运行中的燃气管线,避免影响到管网结构,采取避让或改线方案,信息化系统还可以动态模拟燃气管网结构,向施工单位直观地展现出燃气管网结构,提高施工过程的针对性,降低事故发生率,还有利于合理设计管线。利用燃气信息化管理,可以实时监控燃气管网的运行状态,可以根据运行人员的运行轨迹,判断运行是否到位,利用SCADA监控与数据采集(系统)实时监控管网的运行压力,检测设备和监测仪器将检测和监测数据上传信息管理系统,时时更新燃气管网的数据。如果管道发生了质量问题或工况变化,信息管理化系统可以根据各项数据分析提出预警,准确定位故障区域,利用针对性的应急措施,制定有针对性的抢修方案,避免进一步扩大事故影响。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-27
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城镇燃气管道智能应急预案智能化模型设计
一、应急预案建模各个城市在建立智能化模型之前,需要在现存燃气管道应急预案模板的基础条件下,把燃气管道的沿线阀室作为进行分段的参照,制定出科学合理的阀间应急预案框架结构。在制定出应急预案框架之后,在框架之内补充相关的数据信息资料,这样就能自动化生成城市燃气管道突发事件的应急预案。结合现阶段燃气企业的特点,针对当前城镇的燃气风险源以及特殊突发事故类型,制定出针对性的突发事件应急预案,禁止随意删除与修改该预案模型。对于预案模型的总体框架主要包括以下6方面:1、依照各类燃气应急事故确认燃气管道的管段范围,也就是下游阀室和上游阀室的名称。2、燃气管道突发事件所影响到的供气区域以及调压站。3、确定所属燃气管道管段的具体材质、长度、防水材料和管道壁厚等相关数据。4、应急响应和突发事件处理流程,主要为在发生城市燃气管道突发事件时,和城市警务系统的联系,包括警务单位接警、派景到事故地点、应急分析(管理工作人员明确燃气管道气源的切断方式、突发事件辖区设施的责任人、突然停气会被波及的燃气管段以及调压站)、应急处置(巡查人员到事故发生确认事故,将事故的实际状况报告给上级领导,接警中心在接到通知之后,将事故的上下游阀门进行关闭处理,管道抢修人员到事故点进行抢修作业,同时通知当地的消防以及医疗部门等,巡查人员确保事故发生地点的管段阀门是处于关闭状态的,在现场拉警戒线等)。5、事件恢复,事故辖区所属的存查人员针对管道进行氮气置换处理,直至管段达标为止,抢修人员在最快的时间内完成事故管道的抢修工作,置换氮气工作完成之后进行天然气的置换,将管道压力调整到合理的范围内,尽快恢复管道的正常供气。6、提供燃气管道应急突发事件所涉及到的联系电话,同时将应急处置的各类注意事项进行补充调整。二、模型配置对于城镇燃气管道突发事件应急管理系统,可以将总体框架的标准化格式,对应急进行模块式的拆分工作,再将其数据信息录入到整个燃气管道突发事故的数据库中,在后期搜索调用文本预案的过程中,可以依照燃气管道应急管理的关键字段来展开相应的检索工作,相关人员可以查看相关的原始文本预案,也能根据自身的需求将预案进行组合,系统自动化生成事故突发应急预案,同时文本也会被导出。三、应急分析对于已经搭建完成的应急预案模型,若两个阀室之间出现了燃气管道突发事故,可以快速搜索查询事故发生地点、管道具体信息。通过检索,应急管理系统迅速确认突发事件的发生地点、附近的环境以及管道参数等信息,从影响管道阀室、应急联络、被影响管段以及被影响调压站等多个方向来展开应急预案的综合分析。智能化的燃气管道应急管理系统可以针对突发事件展开自动化的分析,系统自动提示管理人员当前燃气轨道突发事故的所有主管段以及需要重点关注的阀门位置。此外,展现应急队伍的联络方式,综合管道的储气量以及放散管的放散速度,确认停气管段所需要的放散时间,综合整体管网的气源分布状况,确定出燃气管道突发事故所能影响到的管段位置。最后综合事故管段的沿线调压站分布情况以及气源的走向情况,更加精准地确认可能会受当前突发事故影响的调压站。四、应急处置在发生城镇燃气管道的突发事件时,建立出来的应急管理系统能将应急预案进行迅速匹配,启动相应的应急事故分析,最终自动化生成符合当前事故的应急处置方案。在无法匹配应急预案的条件下,也可以快速搜索查询各类应急资源以及过往燃气管道突发事件案例来进行辅助性的决策,进一步加强决策的精准性。五、移动应用在移动互联网技术的基础上,将城镇燃气管道应急管理系统加载到便携式设备(例如平板电脑)后台系统,燃气管道管理工作人员通过iPad随时随地查询燃气管道应急事故的周边地理环境、设备设施和管道数据资料,能够进行事故视频录制、照相和地理位置标注等,将当前燃气管道的应急事故具体信息同步上传到当前地区的接警中心,接警中心确认燃气管道事故之后,在应急管理系统中形成当前燃气管道事故的具体应急预案,同时将数字化的应急预案推送到iPad的应急管理系统上,便于工作人员查看。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-27
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智慧燃气可介入的管理协同内容
智慧燃气的智慧运营包括管道、设备完整性管理,仿真技术,智能调度与调控,远程与协同管理等内容。1、完整性管理管道、设备完整性管理体系,包含一套互相关联、互相作用的要素,以管道、设备的安全、完整性和可靠性为目标,并且能够持续改进的系统管理体系。2、仿真技术在智慧燃气运营中,管网仿真技术主要应用在管网压力平衡模拟、新管网建设、管网改造、气源预测、完整性管理等。管网仿真技术在智慧燃气的应用可以改进GIS数据不准确和SCADA系统出现的错误。3、智能调度与调控智慧燃气建设通过智能监测技术、动态分析决策技术、自动控制技术、安全风险评估技术、优化调度技术、云计算管理技术等实现智能调度与调控。城市燃气运营智能调度与调控是构建城市智慧燃气的重要环节。智能调度与调控能够提高管网利用效率,提升输配能力,提高事故处理能力及效率,充分发挥调度与调控的作用。4、远程与协同管理智慧燃气建设通过远程监控、数据采集(SCADA)和自动抄表(AMR)于一体的自动化管理系统,可以实现远程抄表、远程控阀、远程监控等远程与协同管理,能够准确实时的采集累计用量、管道压力、介质温度、瞬时流量、设备运行状态等数据。本文整理于网络,如有侵权请联系删除
2021-12-27
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智燃网致力于推动智慧燃气发展,提供智慧燃气解决方案,为中国燃气信息化进程助力
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