天然气长输管网稳动态计算及负荷预测研究

【摘要】：近几年陕西省天然气使用量急剧增大，给天然气公司带来一些新的问题：一方面要对旧管网进行改造，扩建新管网；另一方面还要保证正常用气和管网经济运行。天然气公司要完成这些工作，需要有相应的计算机软件协助。国内对这类软件的研究起步较晚，缺乏通用的管网分析软件；国外已经有功能比较强大的天然气管网分析软件，但是引进国外软件需要花费大量资金，而且培训周期长，软件维护困难。 本论文参考了国内国外大量相关资料，通过对管网系统分析理论(稳态计算理论、动态计算理论和负荷预测理论)的研究，发现现有算法应用在高压长距离输配气管网系统中时会产生计算精度和速度下降的问题。针对这些问题，对现有算法从以下三个方面进行了改进： (1) 在管网稳态计算方面：用管道摩阻损失最小原理进行初始压力分配，避免了牛顿迭代法受初值的限制，从而解决了由于稳态流动方程复杂化导致计算速度降低的问题； (2) 在管网动态计算方面：采用自适应步长直线法(MOL)求解天然气动态流动模型，解决了天然气高速流动导致的计算精度下降和低速流动耗费过多计算 【关键词】：天然气长输管网 稳态计算 动态计算 负荷预测 支持向量机
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TE832
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 前言9-14
• 1.1 天然气管网稳动态计算和负荷预测的必要性9-10
• 1.2 天然气管网稳动态计算和负荷预测研究10-11
• 1.2.1 天然气管网稳态计算研究10
• 1.2.2 天然气管网动态计算研究10
• 1.2.3 天然气负荷预测研究10-11
• 1.3 研究现状11-12
• 1.3.1 天然气管网稳态计算研究现状11
• 1.3.2 天然气管网动态计算研究现状11
• 1.3.3 天然气负荷预测研究现状11-12
• 1.4 现有研究方法存在的问题12
• 1.5 本文的主要研究工作12-13
• 1.6 论文的章节安排13-14
• 2 天然气长输管网稳态计算研究14-22
• 2.1 引言14
• 2.2 天然气管网稳态计算模型的建立14-19
• 2.2.1 天然气管网元件稳态数学模型15-16
• 2.2.2 管网稳态方程组的建立16-17
• 2.2.3 初始压力分配模型的建立17-19
• 2.2.4 利用牛顿迭代法求解管网稳态方程组19
• 2.3 管网稳态计算实例19-21
• 2.4 结论21-22
• 3 天然气长输管网动态计算研究22-33
• 3.1 引言22-23
• 3.2 天然气管网动态计算模型的建立23-27
• 3.2.1 天然气管网元件动态数学模型23-24
• 3.2.2 直线法(MOL)的实现24-26
• 3.2.3 自适应步长的实现26-27
• 3.3 计算实例27-32
• 3.3.1 流量缓慢变化的动态计算27-29
• 3.3.2 快速变化的动态计算29-32
• 3.4 结论32-33
• 4 基于最小二乘支持向量机的天然气负荷预测研究33-40
• 4.1 引言33
• 4.2 支持向量机和最小二乘支持向量机的原理33-35
• 4.3 基于最小二乘支持向量机的天然气负荷预测方法35-39
• 4.3.1 影响天然气负荷变化的因素36-37
• 4.3.2 数据准备37
• 4.3.3 实验研究37-38
• 4.3.4 实验结果分析38-39
• 4.4 结论39-40
• 5 陕西省天然气管网稳动态仿真及负荷预测软件包40-52
• 5.1 引言40
• 5.2 系统运行环境40-41
• 5.2.1 系统硬件环境40
• 5.2.2 系统软件环境40-41
• 5.3 系统总体功能41-42
• 5.3.1 管网组态功能41
• 5.3.2 管网稳态分析功能41
• 5.3.3 管网动态分析功能41
• 5.3.4 天然气负荷预测功能41
• 5.3.5 数据报表生成功能41-42
• 5.4 系统使用说明42-51
• 5.4.1 系统主窗口界面的操作42
• 5.4.2 管网组态操作42-44
• 5.4.3 管网稳态计算44-47
• 5.4.4 管网动态计算47-50
• 5.4.5 天然气负荷预测50-51
• 5.5 结论51-52
• 6 结论52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 作者在攻读硕士期间所投的论文及参加的科研项目57
• 发表论文:57
• 科研项目:57

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