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管网仿真应用于城市燃气输配调度中分析 　　摘要：管网仿真系统以其优越的特性在城市燃气输配调度中的应用越来越广泛，天然气网管运营公司在日常的生产调度管理过程中对管网仿真系统也越来越重视。本文就管网仿真在城市燃气输配调度中的应用问题对管网仿真的含义及分类进行了概述，对管网建模仿真的技术要求进行了介绍，并结合某城市燃气集团输配调度中管网仿真系统的应用实例对仿真建模过程及应用进行了分析和探究。 　　关键字：管网仿真；城市燃气；输配调度；应用分析 　　 　　 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　 　　所谓管网仿真，通常也被称作管网模拟或管网建模。其含义是通过仿真模型模拟真实系统的运行，以对实际系统进行处理和分析，通过此种方法来了解和熟悉在不同条件下真实系统的运行情况以及条件改变后系统可能发生的变化。根据建模目的不同，管网仿真模型可以分为运行模型和设计模型两种。根据建模所采用数据的不同，可以分为稳态模型、动态模型和以及动态在线模型三种。本文就管网仿真在城市燃气输配调度中的应用问题主要介绍了以下几个方面的内容。 　　一、管网建模仿真的技术要求介绍 　　根据不同管网建模阶段的不同任务需求，对管网建模所涉及的GIS系统、SCADA系统以及用户管理系统等的技术要求也是不一样的。在此，笔者结合常用的建模过程实际，提出了以下三点管网建模仿真的技术要求。 　　（一）管网建模对GIS管网图档系统的技术要求。对于规模相对较大的燃气管网，其管段和节点数量一般比较庞大，在数据收集与整理上往往需要很长的时间，为了提高效率，就需要借助GIS管网图档系统，利用该系统的属性数据以及管网拓扑关系，这也就对GIS管网图档系统提出了必须具有通用数据库或能够生成DBF数据文件以自动建模的要求。在规模较大较复杂的管网中，管线通常相互交叉且没有连接，如果采用坐标相近的方法来判断线线相连则会带来很大的困扰。在人工对数据或图形进行录入时，很容易出现差错，同时，管网建模本身对于数据的准确性和完整性的要求远远高过GIS系统，因此，这就要求GIS管网同档系统??有改错和纠错的功能。从设计以及后期维护的角度上说，前期在GIS地理信息系统的设计环节中，要充分全面考虑仿真建模所需要的数据要求，后期就能有针对性地对一个管网数据库维护，从而可以防止模型信息与地理信息系统信息不同步等问题的出现。 　　（二）管网建模对SCADA系统的技术要求。SCADA系统的主要用途在于为建模提供负荷点、气源点以及调压站的压力-流量及其它的数据，包括诸如流量、上、下游压力、热值、气体温度、比重等，结合管网建模的特定操作与具体要求，可以适当添加其他的数据。上述列出的测量数据对于流量、温度、压力及其它计量的准确性、可靠性、稳定性和敏感性等有一定的要求，在管网建模特别是在线仿真系统中，流量、温度、压力三者是相辅相成的，任何一个指标数据若不准确就会影响整个建模仿真的效果。对于规模相对较大的燃气管网系统，通常都会要求SCADA系统具有通用数据库或者具备针对仿真建模的相应要求开发数据接口的功能。对于规模相对较小的燃气管网系统，则可以依据SCADA监控系统提供的实时测量数据，通过手工读出和写入模型的方式来完成对压力-流量等数据的设定，从而实现稳态模型的建立。如果采用瞬态仿真模型及实时在线仿真系统对压力级制比较高的管网系统模拟运算时，就对SCADA监控数据扫描频率以及输出数据文件的频率提出了一定的要求，根据正常运行状态的实际变化情况，通常要求至少每五分钟对管网数据进行一次扫描。 　　（三）对燃气用户管理系统的要求。在建立压力级制相对较低的管网模型时，其压力-流量数据一般很难完全从SCADA系统中获取，需要运用用户管理系统来获得模型节点所需要的负荷量。这就对数据库的完整性提出了较高的要求，数据库不能存在信息缺失和统计标准不统一的问题，尽量完整。同时，数据库最好可以与GIS系统相整合，这样可以将用户的负荷信息准确地对应到管网模型节点中。 　　二、管网仿真系统在城市燃气管网输配调度中的应用分析 　　日前，随着管网仿真系统技术的不断提高与完善，越来越多的燃气公司对该系统的应用越来越重视。在此，笔者结合某城市天然气集团输配调度中管网仿真系统的应用实例，对仿真建模过程及应用进行了分析和探究。提出建模过程主要概括为以下三大步骤： 　　（一）管网水力模型的建立。首先，对GIS管网的基础数据进行处理。由于该城市管网较大较复杂，其数据处理工作量相对比较大。因此，需要结合仿真建模对GIS数据的要求，对GIS燃气管网图档系统开展二次功能开发，从而实现批量基础数据的预处理。其次，提取并生成数据文件。参考现有的水力计算软件来定义中间数据的格式，根据格式及实际数据需求给出所需要的管网图元数据，并附带上需要