管网仿真系统技术方案.docx

管网仿真系统技术方案 犬然气管网运营公司在日常的牛产调度管理过程中，越來越深刻地意识到管 网运行安全和用户用气量预测的重耍性。他们希望有一?种软件可以完全准确地模 拟管网实际的运行状态，使操作员不仅可以得到SCADA实时数据还可以通过模 拟软件知道实时数据的正确性。在进一步的使用过程屮，调度人员还希望这种仿 真软件能够对管网未来的状态进行预测，以使操作员提前了解管网的运行，制定 调度计划或避免故障发牛。针对天然气管网的实际情况我们选择了 GL公司的管 网仿真软件。GL公司的软件可以提供综合有效的管网模拟软件系统，客户可以 根据不同的要求选择不同的模块，模拟软件具有可扩展能力，能够适应管线未來 的项口扩展。GL公司的SPS可以实现管网的离线和在线仿真，Forecast可以进 行管网的负荷预测。 一、SPS t SPSjTrainer | ! sps.；培审券 ； ；SPS/Leakfi nder! sps.xa磅津!界SPS/Simulator sps/^X$I ；SPS/Leakfi nder ! sps.xa磅津!界 SPS/Simulator sps/^X$ I i i SPS/Predictof i i i I SPS伍言界 I \ ? SPS/Statefinder1 i SPS?徐态定住界I i SPS软件家族包括管道的实时在线仿真(Statefinder)JWJ (Leakfinder)、 实时状态预测(Predictor)＞操作员培训系统(Trainer)和离线仿真(Simulator) 5个软件。其中Statefinder. Leakfinder和Predictor是SPS软件中的在线产品， 它们的运行需要SCADA系统实时数据的支持，能够实时动态的模拟管网的运行 状态。Leakfinder可以在管网实时运行屮进行泄漏检测，而Predictor则可以对动 态管网的未来运行状态进行预测。Trainer用于培训管网系统操作人员，它可以 模拟真实的SCADA系统运行状态，使操作员在模拟的环境下学习如何操作管理 管网系统。Simulator是其它以个软件模块的基础，用于管道离线仿真、管道设 计、管道运行能力的估算等。 众所周知，SPS/仿真器拥有精确模拟管道设备屮流体液力学和全部控制系统性 能(菲理想化)的手段，它所提供的仿真精度是任何其它软件所不能比拟的。 操作员培训操作员认证和培训管理Opevatoi OualificatioiiSCADA 界面 操作员培训 操作员认证和培训管理 Opevatoi Oualificatioii SCADA 界面 SPS拥有的强大的二次开发能力，是其他同等软件所不具备的。它提供的 ADL开发环境使得在不改变基本的核心仿真软件的前提下，可以设置与基本仿 真同吋运行的应用，或者控制仿真过程。新定义的变量可以表示为仿真数据的函 数，它们的值可以像任何隐式仿真数据一样用于报告、结果显示、或传递给第三 方的应用或系统。操作员可以根据需要开发口己的应用程序、可选择多种数学函 数、可模拟PLC多种运行逻辑、可增改泄漏检测的算法，等等，以满足仿真过 程中的各种需要。ADL开发环境可以应用于SPS的所有模块。 SPS不仅可以运行在Windows系统述可以运行在UNIX系统卜‘。 实时在线仿真(Statefinder) Statefinder根据实际的天然气管网中的管径管长、调压器位置、气体热值等 数据，建立管网仿真模型对实际管网运行状态进行实时持续的仿真。它的模型包 含了管网屮的所有设备，特别值得一提的是Statefinder对管网屮压缩机复朵工艺 的模拟是其它同类软件所不能比拟的。Statefinder通过OPC接口将SCADA系统 数据实时地输入仿真系统，根据SCADA数据Statefinder可以动态的模拟管网运 行工况，与实际管网并行运行，计算管网屮各点的压力、流量、浓度、管网储气 量等其他参数，并过滤检测数据，将仿真软件的计算结果与SCADA实时数据相 比较，如果超过设定的偏并值则会口动报警，以提醒调度员可能自故障发生。所 以在线仿真能够监测实吋管网的运行。在线仿真软件还可以实吋跟踪管网屮各点 的气源比例。 实时在线仿真的性能必须非常稳定，能够在临时的数据小断期间持续工作。 同时，因为实时模型产生的管线状态是仿真的岀发点，预估状态的精度是预估环 境的根木。SPS实时在线仿真进行状态预估的方法是将所有能够得到的压力和流 量数据用于计算（即所谓的压力?压力聚合体）。以单个管道为例，如果已知上游 和下游的压力和流速，许多其它仿真系统通常是利用上游的压力和下游的流速來 驱动模型（压力■流速聚合体），而剩下多余的数据则用来检验结果，或者推算仪 表误差。现在假设下游流量测量出现故障，其它系统在数据