输气管网稳态模拟方法研究

介绍了多维牛顿节点法、一维牛顿节点法、多维牛顿环路法、一维牛顿环路法和节点线性逼近法等输气管网稳态模拟计算方法.对传统的管网稳态模拟计算方法提出了改进技术手段,并应用于上述方法,对结果进行了分析比较.研究表明,改进的节点线形逼近法在计算量上与其他方法相当,但是在初值要求、原始数据准备等方面比其他方法简单,在计算效率、收敛性和收敛速度等方面效果更好.     

基于牛顿-拉夫逊电力系统潮流计算的改进算法

牛顿-拉夫逊法是求解非线性代数方程有效的迭代计算方法，广泛应用于现代电力系统安全分析、故障诊断与控制的潮流计算中。为提高牛顿-拉夫逊潮流计算方法的快速性和收敛精度，本文提出一种改进的牛顿-拉夫逊潮流计算法，并通过IEEE14和IEEE30节点测试系统分析表明与传统方法相比该方法所具有的优点。     

用微粒群算法实现天然气管网运行最优化

以天然气公司的收益最大化为目标,建立了天然气管网优化运行的数学模型.传统的直接搜索法有网格法和复合形法,但这两种方法收敛速度较慢,工作量较大.采用以自适应惩罚函数为目标函数的微粒群算法,并对算法的收缩因子与自适应性加以修正.结合管网稳态分析的节点压力法,编制计算程序对模型进行求解,结果表明,该方法能够高效获得高性能的优化运行调度结果.     

应用自动微分技术的CF—PCG方法及其效率分析

CF－PCG算法是牛顿法和预优共轭梯度法结合起来求解牛顿方程的一种非精确牛顿法。笔者将自动微分技术应用到该算法中，并证明应用自动微分技术的CF－PCG方法具有更高的效率。     

PR气体状态方程的显式化

基于立方型状态方程形式及数值算法,采用数值计算方法中的牛顿法、线性插值法、二次插值法、多重迭代法进行立方型状态方程的显式化公式推导,将PR气体状态方程进行简化和验证,提出了显式化PR气体状态方程。该方程无需迭代,形式简单,既可以采用手工计算,也可以采用电子表格或任意编程语言计算,明显降低了对化工或油气专业人员计算机编程及数值算法等水平的要求。使用上百组数据对计算结果的精确度和计算时间进行验证,结果表明:与迭代方法相比,显式化PR气体状态方程计算简单,相对误差控制在10-5之内,计算时间仅是迭代算法的1/10,有利于提高天然气管网的模拟计算效率。     

天然气管网系统输配气运行优化研究

通过对天然气管网系统输配气过程中各种影响因素的分析,建立了天然气管网系统输配气运行方案优化的数学模型,采用复合形法对模型进行了求解,编制了计算软件,并应用于实际.     

基于改进算法的城市燃气输配管网功能分析

传统燃气管网功能分析算法采用恒定不变的节点流量作为约束条件来求解节点流量平衡方程组,针对由此产生的管网中部分节点压力出现"负压"的问题,提出基于节点压力波动的节点三态供气工作模式的改进燃气管网功能分析算法,在功能分析过程中,考虑节点流量与节点压力的关系,注重节点获得的实际流量随节点压力而变化的动态响应过程。采用双气源的中压管网验证了改进算法的合理性和收敛性,结果表明:采用改进算法计算求得的燃气管网中某些节点的压力高于传统算法的计算结果,计算管段流量的迭代次数亦低于传统算法的迭代次数。实例证明了该改进算法优于传统的管网功能分析算法。     

西安城区暴雨强度公式编制研究

利用西安观测站1961 ～ 2003年自记纸降雨量观测值转化为逐分钟降雨量的观测资料和2004～2012年逐分钟自动站降雨量观测资料,建立了分钟雨量资料序列,选取5 ～ 180 min的累积雨量资料样本,采用指数分布、耿贝尔分布和皮尔逊-Ⅲ型分布曲线拟合,3种曲线分布拟合效果比较指数分布拟合效果较好;采用最小二乘法和高斯-牛顿法进行计算,经过对比选取指数分布结合高斯-牛顿法计算的结果为西安城区暴雨强度公式计算结果;对计算的结果与历史计算结果进行对比分析,年多个样法的计算结果与2008年计算结果误差相近,新年最大值法暴雨强度公式均方根误差和相对均方根误差稍大.     

天然气管网系统最优设防烈度决策

以天然气管网工程造价、未来遭遇地震时管道结构的损失期望及灾后管网服务功能失效损失之和最小为目标函数,结合工程投资限制、管网系统抗震可靠度的分配以及部分管道设防的特殊要求,建立了天然气管网系统最优设防烈度决策模型.利用布尔立方体矩阵(BCM)不交化算法,作为多源多汇网络系统抗震可靠度分析工具.将差分进化算法的繁殖策略与遗传算法的交叉、变异相结合形成了一种新的混合遗传算法,用于天然气管网系统最优设防烈度的优化求解.以某天然气管网为例,在管道遭遇烈度为7度地震的情况下,进行了最优设防烈度的决策,给出了相应的计算结果.     

基于BP神经网络与蒙特卡罗法的储气库单元可靠性评价

储气库是天然气用气调峰、平衡管网、能源战略储备的重要手段,对储气库注采气过程可靠性展开定量评价,有利于储气库运行管理、供气能力评估。以储气库实际运行过程中各单元的运行工况、运行时间为前提条件,采用蒙特卡罗抽样方法表征单元几何尺寸、运行工艺参数的波动情况,对影响储气库注采气量关键单元的可靠性进行建模。为了规避蒙特卡罗抽样次数不足带来的影响,同时缩短单元可靠性模型运算时间,在储气库单元计算模型中引入BP神经网络算法。以储气库工艺参数、运行时间为输入变量,以蒙特卡罗法计算单元的可靠度为输出值,应用BP神经网络算法建立单元可靠度模型。结合某储气库的工况条件、单元设备基础参数,对其中关键设备单元的运行可靠性进行计算,验证了该方法的有效性。