恭喜江西省天然氣管道有限公司運營分公司張春燕獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜江西省天然氣管道有限公司運營分公司申請的專利一種基于物聯網的天然氣場站智能分輸方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119395982B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510012564.5,技術領域涉及:G05B11/42;該發明授權一種基于物聯網的天然氣場站智能分輸方法是由張春燕;王鈺;馬開冀;張煒珅;曾煜;周鵬設計研發完成,并于2025-01-06向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于物聯網的天然氣場站智能分輸方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于物聯網的天然氣場站智能分輸方法,涉及天然氣場站分輸設計技術領域,本發明,通過物聯網傳感器實時獲取流量、壓力和閥門狀態數據,利用加權平均法與卡爾曼濾波進行數據融合與優化,同時實時判斷流量計與調節閥的相對位置關系,動態識別支路配置變化,觸發自適應支路匹配邏輯,以此來調整控制邏輯;同時采用PID控制閥門開度,結合閥門歷史運行數據與當前狀態進行自適應死區補償,消除閥門響應遲滯,提高調節精度,減小了流量波動;此外反饋調整階段,持續監測調節結果,將實際流量與壓力值與目標值進行對比,通過實時誤差計算動態調整閥門開度,將輸出與目標保持一致。
本發明授權一種基于物聯網的天然氣場站智能分輸方法在權利要求書中公布了:1.一種基于物聯網的天然氣場站智能分輸方法,其特征在于:包括,步驟S1,天然氣場站內部署物聯網傳感器,實時采集場站分輸過程中的分輸數據,包括流量、壓力和閥門的運行狀態;步驟S2,基于采集到的分輸數據,通過可編程邏輯控制器PLC對調節閥開度進行調節,按照預設的目標流量和壓力進行分輸控制;步驟S3,持續監測步驟S2的調節結果,并將調節后的實際流量和壓力值與目標值進行實時對比,調整調節閥的開度;步驟S3中,當檢測到瞬時流量超出安全閾值時,自動觸發臨時恒流調節模式;臨時恒流調節下,通過流量控制替代壓力控制;步驟S3中,同時實時分析場站的整體工況,包括當前的流量趨勢、壓力波動幅度及閥門響應狀態,判斷是否需要切換控制模式;在進行控制模式的切換時,引入輸出跟隨機制,將當前閥門開度作為新控制算法的初始值;步驟S1中,將分輸數據進行融合,基于融合的分輸數據,識別當前流量計與調節閥的相對位置關系,判斷支路配置是否發生變化;當檢測到支路發生動態變化時,自動觸發自適應支路匹配邏輯,對控制邏輯進行實時調整,將流量數據與壓力反饋保持一致;所述識別當前流量計與調節閥的相對位置關系,判斷支路配置是否發生變化的步驟為,將流量、壓力和閥門狀態數據進行融合,基于加權平均法與卡爾曼濾波進行優化融合,加權平均融合公式為: ,其中,表示第個流量傳感器在時間采集的流量數據,表示第個壓力傳感器在時間采集的壓力數據,表示第個閥門狀態傳感器在時間采集的閥門狀態數據,表示第個傳感器的權重系數,滿足,表示分別表示融合后的流量、壓力和閥門狀態數據,采用卡爾曼濾波器進一步優化融合數據,優化公式為: , ,其中,表示時間下的狀態估計向量,表示時間下的觀測向量,包括流量、壓力和閥門狀態數據,表示觀測矩陣,表示時間下的卡爾曼增益矩陣,表示時間的協方差矩陣,表示單位矩陣;識別流量計與調節閥相對位置關系,將流量計與調節閥的相對位置關系通過偏差程度描述,偏差程度計算公式為: ,其中,表示時間下流量計與調節閥之間的偏差程度,表示融合后的流量數據,表示融合后的閥門狀態數據,表示比例系數,表示閥門開度與流量之間的關系,當偏差程度超過閾值時,判定支路配置發生動態變化;所述將調節后的實際流量和壓力值與目標值進行實時對比,調整調節閥的開度的步驟為,實時對比與開度調整,定義流量誤差和壓力誤差的實時計算公式為: ,其中,表示時間下流量誤差,表示時間下壓力誤差,表預設的目標流量與目標壓力,表示融合后的實時流量與壓力數據,當誤差超過閾值時,動態調整閥門開度,調整公式為: ,其中,表示時間下的閥門開度,表示流量誤差與壓力誤差的調節步長系數;所述當檢測到瞬時流量超出安全閾值時,自動觸發臨時恒流調節模式;臨時恒流調節下,通過流量控制替代壓力控制的步驟為,當檢測到瞬時流量超出安全閾值時,自動觸發恒流調節模式,恒流模式下: ,其中,表示上一個時間步的閥門開度,表示壓力控制權重置零,即通過恒定流量替代壓力調節;所述判斷是否需要切換控制模式的步驟為,進行實時工況分析與控制模式切換,工況分析包括流量趨勢、壓力波動和閥門響應狀態,分析公式為: ,其中,表示流量變化量,表示壓力變化量,表示時間下閥門響應狀態,表示閥門的動態調整速率;判斷控制模式切換條件為:若或,其中為流量與壓力波動閾值,判定進入不穩定狀態并切換模式;引入輸出跟隨機制,跟隨機制公式為: ,該機制表示將新控制模式下的初始閥門開度作為新控制算法的初始值,其中,表示新控制模式下的初始閥門開度,表示當前控制模式下的閥門開度。
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