自适应修复稳态管网仿真欠合理工况的方法、存储介质及设备与流程

本技术属于综合能源管理信息，特别是涉及互联网与云计算、大数据服务。

背景技术：

1、近年来，随着天然气在我国能源结构中的比重日益增加，天然气管道建设工作如火如荼，与此同时，各地区天然气管网并行趋势愈发明显，可以预见，我国独立的天然气管网规模将会在未来数年内显著增大。因此，作为管网工艺设计、运行分析的重要手段，天然气管网仿真技术将在未来管网建设运营中扮演更加重要的角色。

2、其中，模拟仿真在管网规划设计评估的场景中应用最广，即在对管网进行修改后，基于非真实的虚拟边界条件，发起稳态仿真，以验证在业务认可的气源输出压力/流量工况下，末端用户的压力是否能满足保供需要。但是，由于边界条件是虚构的，尤其是在多气源的管网中，这些设置的气源边界条件可能是不合理的，甚至彼此矛盾。这就会导致仿真计算要么不收敛而陷入计算崩溃，要么返回一个错误的结果。

3、目前在天然气管网的模拟仿真中，燃气公司经常为了对气源控压，而在涉及多气源的管网，对不同气源均赋值压力，因为场站一般能够保证稳定的压力控制，而较难做到稳定的流量控制。这本身是一个合理的需求，但在模拟管网仿真中就会遇到问题，因为多气源均赋值压力，相当于默认了多气源的压力平衡点，而流体理论中，压力变化的情况是与流量以及阻抗（由若干物理系数组合而成的一个概念，涉及到管径、粗糙度、雷诺数等）相关的。如果气源均赋压力，则由于它们之间的压力差而计算出的流量值，很有可能无法与用户端赋值的流量对应起来，这就会导致联立求解整个管网的方程组不收敛，或者更糟的是，可能导致气源计算出负流量，这将严重与真实情况背离。

技术实现思路

1、本技术提供一种自适应修复稳态管网仿真欠合理工况的方法、存储介质及设备，用于对天然气管网仿真中的气源反供情况进行自适应调整。

2、第一方面，本技术实施例提供一种自适应修复稳态管网仿真欠合理工况的方法，包括：获取边界节点的边界条件和约束条件，并基于所述边界条件和所述约束条件获取符合所述约束条件的节点赋值数据；基于所述节点赋值数据获取稳态求解器的仿真结果；检测所述仿真结果是否符合所述约束条件：若是，输出所述仿真结果；若否，依次判断所述仿真结果是否属于预设的第一异常工况、第二异常工况以及第三异常工况，在属于的对应异常工况下对所述边界条件进行自适应调整，并获取所述自适应调整之后的仿真结果；其中：若片区内各气源的节点赋值数据均赋值为压力，且所述仿真结果中至少一个所述气源出现负流量，则判断所述仿真结果属于预设的所述第一异常工况；在所述第一异常工况下，通过更改所述节点赋值数据的赋值类型、调整所述节点赋值数据的数值的方式对所述边界条件进行自适应调整；若片区内各气源中全部气源的节点赋值数据赋值为流量且气源流量之和在容差范围内不等于用户流量之和，或者片区内各气源中部分气源的节点赋值数据赋值为流量，且所述节点赋值数据的流量之和小于片区内用户流量之和，则判断所述仿真结果属于预设的所述第二异常工况；在所述第二异常工况下，通过对需要进行所述边界条件调整的气源告警并返回给气源用户，或者调整所述节点赋值数据的数值的方式对所述边界条件进行自适应调整；若片区内各气源中部分气源的节点赋值数据赋值为流量，且所述节点赋值数据的流量之和大于片区内用户流量之和，则判断所述仿真结果属于预设的所述第三异常工况；在所述第三异常工况下，通过对需要进行所述边界条件调整的气源告警并返回给气源用户，或者调整所述节点赋值数据的数值的方式对所述边界条件进行自适应调整。

3、在所述第一方面的一种实现方式中，所述在所述第一异常工况下，通过更改所述节点赋值数据的赋值类型、调整所述节点赋值数据的数值的方式对所述边界条件进行自适应调整包括：将所述节点赋值数据的赋值类型变更为流量，并根据变更后的所述节点赋值数据更新所述稳态求解器中校验方程与变量池中变量的索引关系以及雅克比稀疏矩阵中对所述校验方程的变量求导形成的列矩阵的数值；更新所述稳态求解器初值矩阵中被变更所述节点赋值数据的赋值类型的气源的压力变量和流量变量；其中，所述压力变量更新为压力初值，所述流量变量更新为0。

4、在所述第一方面的一种实现方式中，在所述第一异常工况下，通过更改所述节点赋值数据的赋值类型、调整所述节点赋值数据的数值的方式对所述边界条件进行自适应调整之后，还包括：重新对所述稳态求解器进行仿真，并获取新的仿真结果；检测所述新的仿真结果是否符合所述约束条件：若是，输出所述仿真结果；若否，则在预设调整次数和调整范围内，上下调整所述节点赋值数据的压力值；基于调整所述节点赋值数据的压力值后的气源的收敛性返回仿真结果。

5、在所述第一方面的一种实现方式中，在所述第二异常工况下，通过对需要进行所述边界条件调整的气源告警并返回给气源用户，或者调整所述节点赋值数据的数值的方式对所述边界条件进行自适应调整包括：在全部气源的节点赋值数据赋值为流量时，通过对需要进行所述边界条件调整的气源告警并返回给气源用户的方式对所述边界条件进行自适应调整；在部分气源的节点赋值数据赋值为流量，所述节点赋值数据的流量之和小于片区内用户流量之和以及所述仿真结果中未有所述气源出现负流量时，在预设调整次数和调整范围内，上下调整所述节点赋值数据的压力值；基于调整所述节点赋值数据的压力值后的气源的收敛性返回仿真结果。

6、在所述第一方面的一种实现方式中，在部分气源的节点赋值数据赋值为流量，且所述节点赋值数据的流量之和不小于片区内用户流量之和时，进入所述第三异常工况下对所述边界条件进行自适应调整流程；在所述仿真结果中有所述气源出现负流量时，进入所述第一异常工况下对所述边界条件进行自适应调整流程。

7、在所述第一方面的一种实现方式中，所述在所述第三异常工况下，通过对需要进行所述边界条件调整的气源告警并返回给气源用户，或者调整所述节点赋值数据的数值的方式对所述边界条件进行自适应调整包括：在所述节点赋值数据的流量之和大于片区内用户流量之和时，通过对需要进行所述边界条件调整的气源告警并返回给气源用户的方式对所述边界条件进行自适应调整；在所述仿真结果中未有所述气源出现负流量时，在预设调整次数和调整范围内，上下调整所述节点赋值数据的压力值；基于调整所述节点赋值数据的压力值后的气源的收敛性返回仿真结果。

8、在所述第一方面的一种实现方式中，所述通过对需要进行所述边界条件调整的气源告警并返回给气源用户的方式对所述边界条件进行自适应调整中，提示所述气源用户调整所述气源的节点赋值数据赋值的流量以使总进流量在预设容差范围内等于总出流量。

9、在所述第一方面的一种实现方式中，所述基于调整所述节点赋值数据的压力值后的气源的收敛性返回仿真结果包括：若调整所述节点赋值数据的压力值后的气源收敛，则返回收敛的仿真结果；若调整所述节点赋值数据的压力值后的气源未收敛，则获取收敛性最优的仿真结果，并返回收敛性最优的仿真结果。

10、第二方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本技术第一方面中任一项所述的自适应修复稳态管网仿真欠合理工况的方法。

11、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储有一计算机程序；处理器，与所述存储器通信相连，调用所述计算机程序时执行本技术第一方面中任一项所述的自适应修复稳态管网仿真欠合理工况的方法。

12、本技术实施例提供的自适应修复稳态管网仿真欠合理工况的方法，具有以下有益效果：

13、本技术针对应用稳态管网仿真求解器进行模拟仿真时，对边界条件赋值欠合理可能出现的所有异常工况进行自适应调整，使得输出的仿真结果不会出现气源返供情况，有效优化管网仿真稳态求解器。