一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法及裝置的制造方法

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一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法及裝置，涉及天然氣傳輸技術領域。方法包括：建立天然氣管網的容量網絡；確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率，并確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布；確定各天然氣站場單元的第二失效概率，并確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布；實時更新所述容量網絡；向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；根據所述各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。通過本發明可以準確評價在不同干擾因素下天然氣管網的供氣可靠性，解決了當前天然氣管網的供氣優劣難以確認的問題。
【專利說明】
一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法及裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及天然氣傳輸技術領域，尤其涉及一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，天然氣管網是天然氣輸送的主要手段，也是連接資源和市場的紐帶。近年來，中國天然氣管網規模不斷擴大，對天然氣這種清潔能源的需求不斷提高，確保天然氣管網可靠供氣的重要性日益凸顯。天然氣管網的供氣可靠性是指在一段時間內，在各種不確定性因素的干擾下，天然氣管網能夠滿足用戶用氣需求的能力。目前天然氣管網的可靠性評價處于起步階段。其中，對天然氣管網的運行可靠性關注較多，然而針對供氣可靠性評價方法的研究還不夠成熟。此處的運行可靠性和供氣可靠性是兩個不同的概念。運行可靠性的評價對象是天然氣管網的運行狀態是否達到期望或要求;供氣可靠性更多關注管網在天然氣供、需之間發揮的作用是否達標。運行可靠時，供氣不一定可靠，這是由于管網的拓撲結構復雜性和物理輸送能力的限制作用；而供氣可靠時運行也并不一定可靠，這是由于管網的物理傳輸能力可能存在冗余。
[0003] 當前，有很多研究者試圖采用運行可靠性領域的評價方法來分析供氣可靠性。考慮到運行環境與評價對象存在巨大差異，研究者一般都會認識到經典可靠性理論不足以解決天然氣管網可靠性評價過程中面臨的諸多問題，如環境因素、人為活動引起的不確定性等。當前，還沒有準確的天然氣管網供氣可靠性評價的方法，使得天然氣管網的供氣優劣難以確認。

【發明內容】

[0004] 本發明的實施例提供一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法及裝置，以解決當前還沒有準確的天然氣管網供氣可靠性評價的方法，天然氣管網的供氣優劣難以確認的問題。
[0005] 為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0006] -種天然氣管網供氣可靠性的評價方法，包括：
[0007] 獲取天然氣管網的拓撲信息以及天然氣管網拓撲中各管道單元信息和各天然氣站場單元信息；
[0008] 根據天然氣管網的拓撲信息建立天然氣管網的容量網絡;所述容量網絡包括多個節點和各節點之間的弧;所述容量網絡中的節點為各天然氣站場單元;各節點之間的弧為各管道單元；
[0009] 根據所述各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率；
[0010] 根據所述第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布;所述第一狀態分布包括各管道單元處于正常狀態或各預設失效模式狀態；
[0011] 根據所述各天然氣站場單元信息確定各天然氣站場單元的第二失效概率；
[0012] 根據所述第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布；所述第二狀態分布包括各天然氣站場單元處于正常狀態或失效狀態；
[0013] 根據各管道單元信息以及所述第一狀態分布確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，并將所述輸氣能力確定為所述容量網絡的各弧容量；
[0014] 根據所述各弧容量和所述第二狀態分布，實時更新所述容量網絡；
[0015] 根據實時更新的容量網絡向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；
[0016] 根據所述各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。
[0017] 具體的，所述預設失效模式包括管道腐蝕；
[0018] 根據所述各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率，包括：
[0019] 根據極限狀態方程建立管道失效概率計算模型，并根據蒙特卡洛模擬方法計算所述管道失效概率計算模型，獲取缺陷運行年限為t時的管道上每個缺陷的失效概率Ff(t);
[0020] 其中，？￡(〇=?&￡(〇-?0<0]^￡(〇為缺陷運行年限為七時的管道缺陷的失效壓力；Po為管道的實際運行壓力；
-;其中，M為管道膨脹系數，
;〇f為管道的流變應力；
[0021] D為管道公稱直徑;Wt為管道壁厚;L(t)為t時刻管道上缺陷的長度;L(t)=L(0) + rut; L (0)為0時刻管道上缺陷的長度;n為管道軸向腐蝕速率；
[0022] 根據齊次泊松模型，確定每千米管道上的缺陷數目k;
[0023] 其中，該齊次泊松模型為
1，2~k;其中，Pr(n)為每千米管道上出現n個缺陷的概率;k為每千米管道上的缺陷數目；x為根據內檢測結果統計得到的每千米管道上的缺陷數目的平均值；
[0024] 根據公式:A(t)=k ? Ff(t)確定一管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率A(t)。
[0025] 具體的，根據所述第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布，包括：
[0026] 根據公式：
Y =0，1，2…，確定各管道單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率;其中，PKWOir/]為各管道單元在一預設時間0至t 內發生故障次數為Y的概率；為管道單元長度;A(t)為管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率；
[0027]根據公式：>確定各管道單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Pr[Y(to)>t]為各管道單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Y(to)為從一 to時刻開始下一個故障出現的時間；
[0028]根據PrtWOir/]和Pr[Y(t0)>t]確定各管道單元在所述預設時間內的第一狀態分布。
[0029] 此外，所述各天然氣站場單元信息包括各天然氣站場單元的歷史失效情況數據；
[0030] 根據所述各天然氣站場單元信息確定各天然氣站場單元的第二失效概率，包括： [0031 ]根據各天然氣站場單元的歷史失效情況數據，確定各天然氣站場單元的第二失效概率。
[0032]具體的，根據所述第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布，包括：
[0033] 根據公式
Y =0，1，2…，確定各天然氣站場單元在一預設時間0至t內發生故障次數為Y的概率;其中，PV [Y (0=!/ ]為各天然氣站場單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率；#(/)=￡./+(/)dt ;f (t)為各天然氣站場單元的第二失效概率；
[0034] 根據公式：丨丨> ^ = 確定各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;PV [V (to)>t]為各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;V (to)為從一to時刻開始下一個故障出現的時間；
[0035]根據Pr' [Y (0=!/ ]和PV [Y' (to)>t]確定各天然氣站場單元在所述預設時間內的第二狀態分布。
[0036]具體的，所述各管道單元信息包括各管道的狀態與輸氣能力的對應關系；
[0037]根據各管道單元信息以及所述第一狀態分布確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，包括：
[0038]根據第一狀態分布確定一預設時間點各管道單元的狀態；
[0039]根據預設時間點各管道單元的狀態，在所述對應關系中確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力。
[0040] 具體的，所述各用戶的供氣情況信息包括：向用戶模擬的供氣次數N;向用戶模擬的供氣次數中供氣不足的次數K;向用戶模擬的供氣年份Y;每次向用戶模擬的供氣不足造成的缺氣量Z;
[0041] 根據所述各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量，包括：
[0042] 根據公式：確定在年份Y向各用戶供氣的可靠度R;
[0043] 根據公式：
，確定向一用戶模擬的供氣平均缺氣量Q。
[0044] -種天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，包括：
[0045] 信息獲取單元，用于獲取天然氣管網的拓撲信息以及天然氣管網拓撲中各管道單元信息和各天然氣站場單元信息；
[0046] 容量網絡建立單元，用于根據天然氣管網的拓撲信息建立天然氣管網的容量網絡;所述容量網絡包括多個節點和各節點之間的弧;所述容量網絡中的節點為各天然氣站場單元;各節點之間的弧為各管道單元；
[0047] 第一失效概率確定單元，用于根據所述各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率；
[0048] 第一狀態分布確定單元，用于根據所述第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布;所述第一狀態分布包括各管道單元處于正常狀態或各預設失效模式狀態；
[0049] 第二失效概率確定單元，用于根據所述各天然氣站場單元信息確定各天然氣站場單元的第二失效概率；
[0050] 第二狀態分布確定單元，用于根據所述第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布;所述第二狀態分布包括各天然氣站場單元處于正常狀態或失效狀態；
[0051] 管道單元輸氣能力確定單元，用于根據各管道單元信息以及所述第一狀態分布確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，并將所述輸氣能力確定為所述容量網絡的各弧容量；
[0052] 容量網絡更新單元，用于根據所述各弧容量和所述第二狀態分布，實時更新所述容量網絡；
[0053]模擬供氣單元，用于根據實時更新的容量網絡向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；
[0054]可靠性評價單元，用于根據所述各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。
[0055] 此外，所述預設失效模式包括管道腐蝕；
[0056] 該第一失效概率確定單元，具體用于：
[0057]根據極限狀態方程建立管道失效概率計算模型，并根據蒙特卡洛模擬方法計算所述管道失效概率計算模型，獲取缺陷運行年限為t時的管道上每個缺陷的失效概率Ff(t); [0058] 其中，Ff(t)=P[pf(t)-Po彡0] ;pf(t)為缺陷運行年限為t時的管道缺陷的失效壓力；Po為管道的實際運行壓力；
；其中，M為管道膨脹系數，
;〇f為管道的流變應力；
[0059] D為管道公稱直徑;Wt為管道壁厚;L(t)為t時刻管道上缺陷的長度;L(t)=L(0) + nt; L (0)為0時刻管道上缺陷的長度;n為管道軸向腐蝕速率；
[0060] 根據齊次泊松模型，確定每千米管道上的缺陷數目k;
[0061] 其中，該齊次泊松模型為：
，n = 0，l，2…k;其中，Pr(n)為每千米管道上出現n個缺陷的概率;k為每千米管道上的缺陷數目；x為根據內檢測結果統計得到的每千米管道上的缺陷數目的平均值；
[0062] 根據公式:A(t)=k ? Ff(t)確定一管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率A(t)。
[0063] 此外，所述第一狀態分布確定單元，具體用于：
[0064] 根據公式：
r/=0,1，2…，確定各管道單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率;其中，PKWOir/]為各管道單元在一預設時間0至t 內發生故障次數為Y的概率；#(〇=|^.7(/迚丄為管道單元長度4(〇為管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率；
[0065] 根據公式：^ ~)dt >確定各管道單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Pr[Y(to)>t]為各管道單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Y(to)為從一 to時刻開始下一個故障出現的時間；
[0066]根據PrtWOir/]和Pr[Y(t0)>t]確定各管道單元在所述預設時間內的第一狀態分布。
[0067] 此外，所述各天然氣站場單元信息包括各天然氣站場單元的歷史失效情況數據；
[0068] 所述第二失效概率確定單元，具體用于：
[0069] 根據各天然氣站場單元的歷史失效情況數據，確定各天然氣站場單元的第二失效概率。
[0070] 此外，所述第二狀態分布確定單元，具體用于：
[0071] 根據公式：
=0,1，2…，確定各天然氣站場單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率;其中，PV [Y (0=!/ ]為各天然氣站場單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率，(/)〇(/)* ;f⑴為各天然氣站場單元的第二失效概率；
[0072] 根據公式：q = e_Ir/(i>kA確定各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;PV [疒（to)>t]為各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;V (to)為從一to時刻開始下一個故障出現的時間；
[0073]根據Pr' [Y (0=!/ ]和PV [Y7 (to)>t]確定各天然氣站場單元在所述預設時間內的第二狀態分布。
[0074]另外，所述各管道單元信息包括各管道的狀態與輸氣能力的對應關系；
[0075] 該管道單元輸氣能力確定單元，具體用于：
[0076] 根據第一狀態分布確定一預設時間點各管道單元的狀態；
[0077]根據預設時間點各管道單元的狀態，在所述對應關系中確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力。
[0078] 具體的，所述各用戶的供氣情況信息包括：向用戶模擬的供氣次數N;向用戶模擬的供氣次數中供氣不足的次數K;向用戶模擬的供氣年份Y;每次向用戶模擬的供氣不足造成的缺氣量Z;
[0079] 該可靠性評價單元，具體用于根據公式： 1確定在年份Y向各用戶，
供氣的可靠度R;
[0080] 根據公式確定向一用戶模擬的供氣平均缺氣量Q。
[0081] 本發明實施例提供的天然氣管網供氣可靠性的評價方法及裝置，確定各管道單元和天然氣站場單元的失效概率，以及實時更新天然氣管網的容量網絡，并向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；從而根據各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。通過本發明可以準確評價在不同干擾因素下天然氣管網的供氣可靠性，解決了當前天然氣管網的供氣優劣難以確認的問題。
【附圖說明】
[0082] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0083] 圖1為本發明實施例提供的一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法的流程圖一；
[0084] 圖2為本發明實施例提供的一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法的流程圖二；
[0085] 圖3為本發明實施例中的天然氣管網的抽象圖；
[0086] 圖4為本發明實施例中的天然氣管網中的一用戶獲取天然氣量的累積概率密度函數示意圖；
[0087] 圖5為本發明實施例提供的一種天然氣管網供氣可靠性的評價裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0088] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0089] 如圖1所示，本發明實施例提供一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法，包括：
[0090] 步驟101、獲取天然氣管網的拓撲信息以及天然氣管網拓撲中各管道單元信息和各天然氣站場單元信息。
[0091]步驟102、根據天然氣管網的拓撲信息建立天然氣管網的容量網絡。
[0092 ]容量網絡包括多個節點和各節點之間的弧;容量網絡中的節點為各天然氣站場單元;各節點之間的弧為各管道單元。
[0093] 步驟103、根據各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率。
[0094] 步驟104、根據第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布。 [0095]第一狀態分布包括各管道單元處于正常狀態或各預設失效模式狀態。
[0096] 步驟105、根據各天然氣站場單元信息確定各天然氣站場單元的第二失效概率。
[0097] 步驟106、根據第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布。
[0098]其中，第二狀態分布包括各天然氣站場單元處于正常狀態或失效狀態。
[0099]步驟107、根據各管道單元信息以及第一狀態分布確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，并將輸氣能力確定為容量網絡的各弧容量。
[0100] 步驟108、根據各弧容量和第二狀態分布，實時更新容量網絡。
[0101] 步驟109、根據實時更新的容量網絡向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息。
[0102] 步驟110、根據各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。
[0103] 本發明實施例提供的一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法，確定各管道單元和天然氣站場單元的失效概率，以及實時更新天然氣管網的容量網絡，并向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；從而根據各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。通過本發明實施例提供的天然氣管網供氣可靠性的評價方法，可以準確評價在不同干擾因素下天然氣管網的供氣可靠性，解決了當前天然氣管網的供氣優劣難以確認的問題。
[0104] 為了使本領域的技術人員更好的了解本發明，下面列舉一個更為詳細的實施例，如圖2所示，本發明實施例提供一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法，包括：
[0105] 步驟201、獲取天然氣管網的拓撲信息以及天然氣管網拓撲中各管道單元信息和各天然氣站場單元信息。
[0106] 該各天然氣站場單元信息可以包括各天然氣站場單元的歷史失效情況數據、各天然氣站場單元的配置信等。該各管道單元信息包括各管道的狀態與輸氣能力的對應關系，還可以包括各管道的參數(長度，管壁厚度、管壁周長等）、管道內的檢測結果（壓力、溫度等)。
[0107] 步驟202、根據天然氣管網的拓撲信息建立天然氣管網的容量網絡。
[0108] 此處，步驟202采用圖論中的網絡流表征方法建立天然氣管網的容量網絡。其中，每個弧的容量為管道的輸氣能力，可以通過水力、熱力分析模型計算。水力、熱力的模型一般通過商用軟件建立，方法中采用TGNET軟件為建模基礎。將管道的管徑、管長、壓縮機配置、天然氣組成輸入軟件，即可以獲取管道內的壓力P和輸氣能力c。不同管道的輸氣能力不同；同一管道在不同運行狀態(正常或失效）的輸氣能力也不相同。
[0109] 基于圖論可以對天然氣管網進行抽象化處理，例如將其轉化為容量網絡[Clj]。具體方法是根據天然氣管網的實際拓撲結構，建立一個抽象的網絡圖。該網絡圖中，容量網絡包括多個節點和各節點之間的弧;容量網絡中的節點為各天然氣站場單元;各節點之間的弧為各管道單元。然后，給圖中的每個弧賦一個權值 Clj，代表節點i到節點j的管道輸氣能力。
[0110] 此處，各管道單元或者天然氣站場單元的失效會導致整個天然氣管網的拓撲結構改變，從而影響供氣能力。
[0111] 步驟203、根據各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率。
[0112] 此處，由于天然氣管道地域跨度廣、影響因素復雜多變，對于不同區域的管道不能等同確定其失效概率，因此需基于失效機理，分析不同管段的失效模式與失效概率。不同的失效模式可以有管道腐蝕等情況。
[0113] 此處，當預設失效模式為管道腐蝕時，該步驟203可以通過如下方式實現：
[0114] 由于管道腐蝕導致的老化是管道失效的主要原因。腐蝕可能導致管體出現缺陷，提高了失效風險。然而，管體的老化并不等同于管道一定會失效。管道失效是由多方面因素決定的，如管壁厚度、管材強度、運行壓力等。這些因素之間的相互作用是非線性的，運用解析方法很難求解。因此，此處可以以極限狀態方程構建失效率計算模型，同時采用蒙特卡洛模擬求解該模型。如下所述：
[0115]根據極限狀態方程建立管道失效概率計算模型，并根據蒙特卡洛模擬方法計算所述管道失效概率計算模型，獲取缺陷運行年限為t時的管道上每個缺陷的失效概率Ff(t);
[0116]其中，Ff⑴=P[pf⑴K0] ;pf⑴為缺陷運行年限為t時的管道缺陷的失效壓力，單位為Mpa;Po為管道的實際運行壓力，單位為MPa，其可以通過管道的水里、熱力模擬獲取，但不僅局限于此；
；其中，M為管道膨脹系數，也稱為Folias系數，
為管道的流變應力（即與屈服強度相應的材料屬性為管道公稱直徑，單位為mm;Wt為管道壁厚，單位為mm;L(t)為t時刻管道上缺陷的長度，單位為1111]1;以1:)=以0)+1^1:;以0)為0時刻管道上缺陷的長度，單位為 mm; ri為管道軸向腐蝕速率，單位為mm/a。
[0117] 根據齊次泊松模型，確定每千米管道上的缺陷數目k。
[0118] 其中，該齊次泊松模型為：
％n = 0，l，2…k;其中，Pr(n)為每千米管道上出現n個缺陷的概率;k為每千米管道上的缺陷數目；x為根據內檢測結果統計得到的每千米管道上的缺陷數目的平均值。
[0119] 根據公式:A(t)=k ? Ff(t)確定一管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率A(t)。
[0120] 步驟204、根據第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布。
[0121 ]第一狀態分布包括各管道單元處于正常狀態或各預設失效模式狀態。
[0122] 此處，該步驟204可以通過如下方式實現：
[0123] 根據公式
，1/ = 0，1，2…，確定各管道單元在一預設時間0至t內發生故障次數為Y的概率;其中，PKWOir/]為各管道單元在一預設時間0至t 內發生故障次數為Y的概率；;L為管道單元長度;A(t)為管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率。
[0124] 根據公式：p丨-丨j ^ 確定各管道單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Pr[Y(to)>t]為各管道單元從一 tQ時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Y(to)為從一 to時刻開始下一個故障出現的時間。
[0125] 根據PHWOir/]和Pr[Y(t0)>t]確定各管道單元在所述預設時間內的第一狀態分布。
[0126] 步驟205、根據各天然氣站場單元的歷史失效情況數據，確定各天然氣站場單元的第二失效概率。
[0127] 此處，由于天然氣站場單元的運行環境較為單一，因此可以采用歷史失效情況數據來確定其失效概率。
[0128] 步驟206、根據第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布。
[0129] 該步驟206可以通過如下方式實現：
[0130] 根據公式：
，：=0,1，2…，確定各天然氣站場單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率;其中，PV [Y (0=!/ ]為各天然氣站場單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率；W(/)=J^/'(/)dt;f(t)為各天然氣站場單元的第二失效概率。
[0131 ]根據公式：pj^yd 確定各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;PV [疒（to)>t]為各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;V (to)為從一to時刻開始下一個故障出現的時間。
[0132] 根據PV [Y (0=!/ ]和PV [Y' (to)>t]確定各天然氣站場單元在所述預設時間內的第二狀態分布。
[0133] 其中，第二狀態分布可以包括各天然氣站場單元處于正常狀態或失效狀態。
[0134] 步驟207、根據第一狀態分布確定一預設時間點各管道單元的狀態。
[0135] 步驟208、根據預設時間點各管道單元的狀態，在所述對應關系中確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，并將輸氣能力確定為容量網絡的各弧容量。
[0136] 步驟209、根據各弧容量和第二狀態分布，實時更新容量網絡。
[0137] 步驟210、根據實時更新的容量網絡向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息。
[0138] 該各用戶的供氣情況信息包括：向用戶模擬的供氣次數N;向用戶模擬的供氣次數中供氣不足的次數K;向用戶模擬的供氣年份Y;每次向用戶模擬的供氣不足造成的缺氣量 Z〇
[0139] 在向天然氣管網中的各用戶供氣時可以采用就近供氣的原則，即采用最短路徑算法來確定每一個隨機生成的天然氣管網容量網絡的流向，即確定天然氣在管網中的流動方向。步驟可以如下：（1)建立天然氣管網的管道長度矩陣。構建方法是在鄰接矩陣的基礎上，將每條管道所對應的元素賦值為管道長度。（2)采用Bellman-Ford算法計算出每個氣源到所有用戶的最近距離，并對這些距離進行升序排序；（3)根據排序結果，由低到高以依次用戶供氣。經過該算法的調整，原容量矩陣[ Clj]中的元素排列方式發生改變，命名為[Clj]ne3W。在容量矩陣中，元素的排列方式代表了天然氣的流動方向。
[0140]之后，對于每個確定供氣方向后的容量網絡[cu]ne5W，都存在一個最大供氣能力 Fmax。方法采用圖論中的Ford-Fulkerson最大流算法計算每個容量網絡[cij]ne5W最大供氣能力Fmax。將容量矩陣帶入Ford-Fulkerson最大流算法就能夠計算出該容量網絡中，氣源能夠向用戶提供的最大天然氣量總量以及每個用戶能夠獲取的最大天然氣量。這樣就可以得到一個充分的供氣能力樣本空間。該樣本空間包括管網總供氣能力[F max]與每個用戶可獲取氣量。之后可以采用統計方法，計算出管網總供氣能力樣本空間[Fmax]的累計概率分布函數、期望、方差、中位數等統計特征。從而確定各用戶的供氣情況信息。
[0141] 步驟211、根據各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。
[0142] 此處，該步驟211可以通過如下方式實現：
[0143] 根據公式：確定在年份Y向各用戶供氣的可靠度R。 >：
[0144] 根據公式：
，確定向一用戶模擬的供氣平均缺氣量Q。
[0145] 為了使本領域的技術人員更好的了解本發明，下面列舉一個應用上述步驟201至步驟211的具體實例，如圖3所示，其為某天然氣管網的抽象圖。該管網由管道、壓氣站場、管道氣源、地下儲庫及LNG站構成。其中，節點11和節點19為上游管道來氣輸入點，供氣能力分別為31mcm/d和25mcm/d;節點51為地下儲氣庫，供氣能力為7.1mcm/d;節點10為LNG站，正常供氣能力為 4mcm/d，經改造可提高至 10mcm/d。節點5,6,7，10，13，17，18,21，25,26,28,30， 33,34,35,36,37,38,39,41，42,43,45,47,48,49,51，52為用氣需求點，對天然氣的需氣量分別為 1 ? 43，1 ? 57，1 ? 66，1 ? 46，4 ? 4，1 ? 54，0 ? 5，1 ? 5，1 ? 6，1 ? 8，2 ? 5，2，0 ? 8，0 ? 8，1，1，1 ? 74， 1.3，1，2，1.4,0.5，1.06，1.82,0.68，1.17,2,0.98(mcm/d)。用戶總體需求為41 ? 21mcm/d。
[0146] 下表1為某天然氣管網的基本信息，其中輸氣能力可以通過TGNET軟件模擬算得。其中壓縮機信息與天然氣組成選擇軟件的默認設置。每個站場均假設為兩臺壓縮機并聯。 From表示輸氣的起始節點，To表示輸氣的接收點，Capacity表示輸氣量，Length表示輸氣長度。
[0147] 表1:
[0149] 目前，管道內檢測技術已比較成熟，通過分析檢測數據，可以對管道缺陷的數量、位置及其幾何形狀做出估計。表2是根據該管網的管道內檢測結果獲取的管體缺陷幾何參數統計特征。
[0150] 表2:
[0151]
[0152] 天然氣管網由站場、管道、氣源(上游管道、LNG站，地下儲氣庫)構成以及天然氣用戶構成。受環境因素、第三方活動、維護檢修等影響，站場與管道為運行狀態不確定的單元。根據一般性認識，單元運行不穩定可能導致其存在多種運行狀態，進而可以認為其輸送天然氣的能力存在多種情況，其具體程度應按實際情況確定。因此，假設天然氣管道存在三種運行狀態：正常運行、局部失效(輸氣能力下降至原輸氣能力的0.75,由TGNET算得）與完全失效;采用基于失效機理的失效分析方法(蒙特卡羅模擬一百萬次），得出在第5年局部失效發生的概率是〇.〇〇〇l/(km ? a);完全失效的概率為3 X l(T5/(km ? a)。這里需要強調，在本模型中，局部失效可以根據實際需要設定為多種狀態；即只要有需要，任何單元可以存在任意多個輸氣狀態。根據歷史統計數據，壓氣站的失效率為0.025。根據現場工作經驗，發生失效后，與其連接的管道輸氣能力下降至原輸氣能力的0.80。
[0153] 分別分析了原始情況、地下儲氣庫失效情況、LNG站失效情況、地下儲氣庫與LNG站同時失效情況、提升LNG站供氣能力這五種情況下的天然氣管網供氣能力統計特征與供氣可靠性。采用泊松過程模擬50萬次。
[0154] 下表3表示供氣能力統計分析與供氣可靠性(mcm/d)。其中min表示天然氣管網的最小供氣量；max表示天然氣管網的最大供氣量;mean表示天然氣管網的平均供氣量； median表示天然氣管網的中間值;sta表示一致性參數;Supply reliabi 1 ity表示供其可靠性。
[0155] 表3:

[0158] 進一步的，可以分析出整個管網在不確定性運行狀態下的供氣能力與供氣可靠性。如果給出總需求量，則可進一步計算其能夠滿足需求的概率。此外，可以看出，該模型可以分析不同氣源對管網供氣能力的貢獻;通過調整數據還可得知不同優化方案(增加氣源、提高起源供氣能力、提高管輸能力、降低管道失效率等)對提高供氣安全性的作用大小。
[0159] 此外，還能夠分析所有用戶的需求滿足程度。圖4是管網中某用戶(節點49)在不同情況下能夠獲取的最大天然氣量。可以看出，雖然地下儲氣庫的失效對管網總體供氣可靠性行影響不大，但是對該用戶影響比較明顯。根據模型采用供氣可靠度和平均缺氣量兩個指標評價該天然氣管網對于每個用戶的供氣可靠性，部分結果如下表4所示：
[0160] 表4:
[0162] 本發明實施例提供的一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法，確定各管道單元和天然氣站場單元的失效概率，以及實時更新天然氣管網的容量網絡，并向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；從而根據各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。通過本發明實施例提供的天然氣管網供氣可靠性的評價方法，可以準確評價在不同干擾因素下天然氣管網的供氣可靠性，解決了當前天然氣管網的供氣優劣難以確認的問題。
[0163] 對應于上述圖1和圖2所述的方法實施例，如圖5所示，本發明實施例還提供一種天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，包括：
[0164] 信息獲取單元301，可以獲取天然氣管網的拓撲信息以及天然氣管網拓撲中各管道單元信息和各天然氣站場單元信息。
[0165] 容量網絡建立單元302,可以根據天然氣管網的拓撲信息建立天然氣管網的容量網絡;所述容量網絡包括多個節點和各節點之間的弧;所述容量網絡中的節點為各天然氣站場單元;各節點之間的弧為各管道單元。
[0166] 第一失效概率確定單元303,可以根據所述各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率。
[0167] 第一狀態分布確定單元304,可以根據所述第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布;所述第一狀態分布包括各管道單元處于正常狀態或各預設失效模式狀態。
[0168] 第二失效概率確定單元305,可以根據所述各天然氣站場單元信息確定各天然氣站場單元的第二失效概率。
[0169] 第二狀態分布確定單元306,可以根據所述第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布;所述第二狀態分布包括各天然氣站場單元處于正常狀態或失效狀態。
[0170] 管道單元輸氣能力確定單元307,可以根據各管道單元信息以及所述第一狀態分布確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，并將所述輸氣能力確定為所述容量網絡的各弧容量。
[0171] 容量網絡更新單元308,可以根據所述各弧容量和所述第二狀態分布，實時更新所述容量網絡。
[0172] 模擬供氣單元309,可以根據實時更新的容量網絡向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息。
[0173] 可靠性評價單元310,可以根據所述各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。
[0174]此外，所述預設失效模式包括管道腐蝕。
[0175]該第一失效概率確定單元303,具體可以：
[0176]根據極限狀態方程建立管道失效概率計算模型，并根據蒙特卡洛模擬方法計算所述管道失效概率計算模型，獲取缺陷運行年限為t時的管道上每個缺陷的失效概率Ff(t)。
[0177] 其中，Ff(t)=P[pf(t)-Po彡0] ;pf(t)為缺陷運行年限為t時的管道缺陷的失效壓力；Po為管道的實際運行壓力；
其中，M為管道膨脹系數，
;of為管道的流變應力。D為管道公稱直徑;Wt為管道壁厚;L(t)為t時刻管道上缺陷的長度;L(t)=L(0)+rLt;L(0)為0時刻管道上缺陷的長度;^為管道軸向腐蝕速率。
[0178] 根據齊次泊松模型，確定每千米管道上的缺陷數目k。
[0179] 其中，該齊次泊松模型為
，n = 0，l，2~k;其中，Pr(n)為每千米管道上出現n個缺陷的概率;k為每千米管道上的缺陷數目；x為根據內檢測結果統計得到的每千米管道上的缺陷數目的平均值。
[0180] 根據公式:A(t)=k ? Ff(t)確定一管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率Mt)。 [0181 ]此外，該第一狀態分布確定單元304，具體可以：
[0182]根據公式
…，確定各管道單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率;其中，PKWOir/]為各管道單元在一預設時間0至t 內發生故障次數為Y的概率；妒(0=f'/-A/)dt :L為管道單元長度;A(t)為管道上在缺陷運 J〇行年限為t時的失效概率。
[0183] 根據公式：G 確定各管道單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Pr[Y(to)>t]為各管道單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Y(to)為從一 to時刻開始下一個故障出現的時間。
[0184] 根據PHWOir/]和Pr[Y(t0)>t]確定各管道單元在所述預設時間內的第一狀態分布。
[0185] 此外，該各天然氣站場單元信息包括各天然氣站場單元的歷史失效情況數據。
[0186] 該第二失效概率確定單元305,具體可以：
[0187] 根據各天然氣站場單元的歷史失效情況數據，確定各天然氣站場單元的第二失效概率。
[0188] 此外，改第二狀態分布確定單元306,具體可以：
[0189] 根據公式
，：=0,1，2…，確定各天然氣站場單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率;其中，PV [Y (0=!/ ]為各天然氣站場單元在一預設時間〇至t內發生故障次數為Y的概率；故⑴=f'/'(〇dt;f(t)為各天然氣站場單元 Jo 的第二失效概率；
[0190] 根據公式：q 確定各天然氣站場單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;PV [V (to)>t]為各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;V (to)為從一to時刻開始下一個故障出現的時間。
[0191]根據PV [Y (0=!/ ]和PV [Y' (to)>t]確定各天然氣站場單元在所述預設時間內的第二狀態分布。
[0192] 另外，該各管道單元信息可以包括各管道的狀態與輸氣能力的對應關系。
[0193] 該管道單元輸氣能力確定單元307，具體可以：
[0194] 根據第一狀態分布確定一預設時間點各管道單元的狀態。
[0195] 根據預設時間點各管道單元的狀態，在所述對應關系中確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力。
[0196] 具體的，該各用戶的供氣情況信息包括：向用戶模擬的供氣次數N;向用戶模擬的供氣次數中供氣不足的次數K;向用戶模擬的供氣年份Y;每次向用戶模擬的供氣不足造成的缺氣量Z。
[0197] 該可靠性評價單元310,具體可以根據公式：確定在年份Y向各用，+ 戶供氣的可靠度R;
[0198] 根據公式：
，確定向一用戶模擬的供氣平均缺氣量Q。
[0199] 值得說明的是，本發明實施例提供的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置的具體實現方式可以參見上述的方法實施例，此處不再贅述。
[0200] 本發明實施例提供的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，確定各管道單元和天然氣站場單元的失效概率，以及實時更新天然氣管網的容量網絡，并向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；從而根據各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度以及各用戶的平均缺氣量。通過本發明實施例提供的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，可以準確評價在不同干擾因素下天然氣管網的供氣可靠性，解決了當前天然氣管網的供氣優劣難以確認的問題。
[0201] 本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本發明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質（包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等）上實施的計算機程序產品的形式。
[0202] 本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備（系統）、和計算機程序產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
[0203] 這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
[0204] 這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0205] 本發明中應用了具體實施例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1. 一種天然氣管網供氣可靠性的評價方法，其特征在于，包括：獲取天然氣管網的拓撲信息W及天然氣管網拓撲中各管道單元信息和各天然氣站場單元信息；根據天然氣管網的拓撲信息建立天然氣管網的容量網絡;所述容量網絡包括多個節點和各節點之間的弧;所述容量網絡中的節點為各天然氣站場單元;各節點之間的弧為各管道單元；根據所述各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率；根據所述第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布;所述第一狀態分布包括各管道單元處于正常狀態或各預設失效模式狀態；根據所述各天然氣站場單元信息確定各天然氣站場單元的第二失效概率；根據所述第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布;所述第二狀態分布包括各天然氣站場單元處于正常狀態或失效狀態；根據各管道單元信息W及所述第一狀態分布確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，并將所述輸氣能力確定為所述容量網絡的各弧容量；根據所述各弧容量和所述第二狀態分布，實時更新所述容量網絡；根據實時更新的容量網絡向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；根據所述各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度W及各用戶的平均缺氣量。2. 根據權利要求1所述的天然氣管網供氣可靠性的評價方法，其特征在于，所述預設失效模式包括管道腐蝕；根據所述各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率，包括：根據極限狀態方程建立管道失效概率計算模型，并根據蒙特卡洛模擬方法計算所述管道失效概率計算模型，獲取缺陷運行年限為t時的管道上每個缺陷的失效概率Ff (t); 其中，。^*)=?[9^*)斗。《〇1.^(*)^缺陷運行年限為*時的管道缺陷的失效壓力；Po為管道的實際運行壓力；其中，M為管道膨脹系數，;0f為管道的流變應力； D為管道公稱直徑;Wt為管道壁厚;L(t)為t時刻管道上缺陷的長度;L(t)=L(0)+rLt;L (0)為加寸刻管道上缺陷的長度;a為管道軸向腐蝕速率；根據齊次泊松模型，確定每千米管道上的缺陷數目k; 其中，該齊次泊松模型為：n = 0，l，2…k;其中，Pr(n)為每千米管道上出現n個缺陷的概率;k為每千米管道上的缺陷數目；X為根據內檢測結果統計得到的每千米管道上的缺陷數目的平均值；根據公式:A(t)=k ? Ff(t)確定一管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率A(t)。3. 根據權利要求2所述的天然氣管網供氣可靠性的評價方法，其特征在于，根據所述第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布，包括：根據公式確定各管道單元在一預設時間O至 t內發生故障次數為n/的概率;其中，Pr陽(t)=n/]為各管道單元在一預設時間O至t內發生故障次數為n/的概率L為管道單元長度;Mt)為管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率；根據公式確定各管道單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Pr[Y(to)>t]為各管道單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Y(to)為從一 to時刻開始下一個故障出現的時間；根據Pr[N(t)=n/]和Pr[Y(t〇)>t]確定各管道單元在所述預設時間內的第一狀態分布。4. 根據權利要求3所述的天然氣管網供氣可靠性的評價方法，其特征在于，所述各天然氣站場單元信息包括各天然氣站場單元的歷史失效情況數據；根據所述各天然氣站場單元信息確定各天然氣站場單元的第二失效概率，包括：根據各天然氣站場單元的歷史失效情況數據，確定各天然氣站場單元的第二失效概率。5. 根據權利要求4所述的天然氣管網供氣可靠性的評價方法，其特征在于，根據所述第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布，包括：根據公式：確定各天然氣站場單元在一預設時間0至t內發生故障次數為n/的概率;其中，Pr/ [滬（t) =n/]為各天然氣站場單元在一預設時間0至t內發生故障次數為n/的概率：f(t)為各天然氣站場單元的第二失效概率；根據公式確定各天然氣站場單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Pr/ [Y^ (to)>t]為各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;(to)為從一to時刻開始下一個故障出現的時間；根據Pr/陽/ (t)=n/]和Pr/ [r (to) >t]確定各天然氣站場單元在所述預設時間內的第二狀態分布。6. 根據權利要求5所述的天然氣管網供氣可靠性的評價方法，其特征在于，所述各管道單元信息包括各管道的狀態與輸氣能力的對應關系；根據各管道單元信息W及所述第一狀態分布確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，包括：根據第一狀態分布確定一預設時間點各管道單元的狀態；根據預設時間點各管道單元的狀態，在所述對應關系中確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力。7. 根據權利要求6所述的天然氣管網供氣可靠性的評價方法，其特征在于，所述各用戶的供氣情況信息包括：向用戶模擬的供氣次數N;向用戶模擬的供氣次數中供氣不足的次數 K;向用戶模擬的供氣年份Y;每次向用戶模擬的供氣不足造成的缺氣量Z;根據所述各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度W及各用戶的平均缺氣量，包括：根據公式確定在年份Y向各用戶供氣的可靠度R; 根據公式 I 一用戶模擬的供氣平均缺氣量Q。8. -種天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，其特征在于，包括：信息獲取單元，用于獲取天然氣管網的拓撲信息W及天然氣管網拓撲中各管道單元信息和各天然氣站場單元信息；容量網絡建立單元，用于根據天然氣管網的拓撲信息建立天然氣管網的容量網絡；所述容量網絡包括多個節點和各節點之間的弧;所述容量網絡中的節點為各天然氣站場單元;各節點之間的弧為各管道單元；第一失效概率確定單元，用于根據所述各管道單元信息確定各管道單元在各預設失效模式下的第一失效概率；第一狀態分布確定單元，用于根據所述第一失效概率確定各管道單元在一預設時間內的第一狀態分布;所述第一狀態分布包括各管道單元處于正常狀態或各預設失效模式狀態；第二失效概率確定單元，用于根據所述各天然氣站場單元信息確定各天然氣站場單元的第二失效概率；第二狀態分布確定單元，用于根據所述第二失效概率確定各天然氣站場單元在一預設時間內的第二狀態分布;所述第二狀態分布包括各天然氣站場單元處于正常狀態或失效狀態；管道單元輸氣能力確定單元，用于根據各管道單元信息W及所述第一狀態分布確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力，并將所述輸氣能力確定為所述容量網絡的各弧容量；容量網絡更新單元，用于根據所述各弧容量和所述第二狀態分布，實時更新所述容量網絡；模擬供氣單元，用于根據實時更新的容量網絡向天然氣管網中的各用戶供氣，確定各用戶的供氣情況信息；可靠性評價單元，用于根據所述各用戶的供氣情況信息確定向各用戶供氣的可靠度W 及各用戶的平均缺氣量。9. 根據權利要求8所述的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，其特征在于，所述預設失效模式包括管道腐蝕；該第一失效概率確定單元，具體用于：根據極限狀態方程建立管道失效概率計算模型，并根據蒙特卡洛模擬方法計算所述管道失效概率計算模型，獲取缺陷運行年限為t時的管道上每個缺陷的失效概率Ff (t);其中，Ff(t)=P[pf(t)-Pp《n1?n*ft^?缺陷運行年限為t時的管道缺陷的失效壓力；Po為管道的實際運行壓力；其中，M為管道膨脹系數，;〇f為管道的流變應力； D為管道公稱直徑;Wt為管道壁厚;L(t)為t時刻管道上缺陷的長度;L(t)=L(0)+rLt;L (0)為加寸刻管道上缺陷的長度;為管道軸向腐蝕速率；根據齊次泊松模型，確定每千米管道上的缺陷數目k; 其中，該齊次泊松模型為n = 0，l，2…k;其中，Pr(n)為每千米管道上出現n個缺陷的概率;k為每千米管道上的缺陷數目；X為根據內檢測結果統計得到的每千米管道上的缺陷數目的平均值；根據公式:A(t)=k ? Ff(t)確定一管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率A(t)。10. 根據權利要求9所述的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，其特征在于，所述第一狀態分布確定單元，具體用于：根據公式?，確定各管道單元在一預設時間0至 t內發生故障次數為n/的概率:巧中，PWN(t)=n/]為各管道單元在一預設時間0至t內發生故障次數為n/的概率L為管道單元長度;A(t)為管道上在缺陷運行年限為t時的失效概率；根據公式插定各管道單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Pr[Y(to)>t]為各管道單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Y(to)為從一 to時刻開始下一個故障出現的時間；根據Pr[N(t)=n/]和Pr[Y(t〇)>t]確定各管道單元在所述預設時間內的第一狀態分布。11. 根據權利要求10所述的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，其特征在于，所述各天然氣站場單元信息包括各天然氣站場單元的歷史失效情況數據；所述第二失效概率確定單元，具體用于：根據各天然氣站場單元的歷史失效情況數據，確定各天然氣站場單元的第二失效概率。12. 根據權利要求11所述的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，其特征在于，所述第二狀態分布確巧單元，具化巧干：根據公式/= O，1，2…，確定各天然氣站場單元在一預設時間O至t內發生故障次數為n/的概率;其中，Pr/ [滬（t) =n/]為各天然氣站場單元在一預設時間O至t內發生故障次數為n/的概率；（t)為各天然氣站場單元的第二失效概率；根據公式確定各天然氣站場單元從一 to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;Pr/ [Y^ (to)>t]為各天然氣站場單元從一to時刻開始下一個故障出現的時間大于t時間的概率;(to)為從一to時刻開始下一個故障出現的時間；根據Pr/陽/ (t)=n/]和Pr/ [r (to) >t]確定各天然氣站場單元在所述預設時間內的第二狀態分布。13. 根據權利要求12所述的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，其特征在于，所述各管道單元信息包括各管道的狀態與輸氣能力的對應關系；該管道單元輸氣能力確定單元，具體用于：根據第一狀態分布確定一預設時間點各管道單元的狀態；根據預設時間點各管道單元的狀態，在所述對應關系中確定各管道單元在正常狀態和各預設失效模式狀態下的輸氣能力。14. 根據權利要求12所述的天然氣管網供氣可靠性的評價裝置，其特征在于，所述各用戶的供氣情況信息包括：向用戶模擬的供氣次數N;向用戶模擬的供氣次數中供氣不足的次數K;向用戶模擬的供氣年份Y;每次向用戶模擬的供氣不足造成的缺氣量Z; 該可靠性評價單元，具體用于根據公式確定在年份Y向各用戶供氣的可靠度R; 根據公：確定向一用戶模擬的供氣平均缺氣量Q。
【文檔編號】G06F19/00GK105912844SQ201610213385
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月7日
【發明人】張勁軍, 蘇懷, 楊楠, 王馨藝, 張宗杰
【申請人】中國石油大學(北京)

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