一種基于脈沖響應序列的輸氣管道動態仿真方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于脈沖響應模型的輸氣管道動態仿真方法，首先建立管道脈沖響應序列模型；然后，獲取管道壓力脈沖響應序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量和出口流量，觀察管道的壓力變化，將每個階躍響應序列延遲一個時刻，用原序列減延遲序列獲得四個脈沖響應序列；然后，進行管道壓力脈沖響應仿真測試，包括：壓力階躍響應測試、單輸入壓力響應測試、雙輸入壓力響應測試；最后，選擇初始參考穩態點，根據管道歷史采樣數據，用脈沖響應實現在線動態仿真，包括單輸入單輸出離散系統的在線動態仿真和雙輸入雙輸出離散系統的在線動態仿真。
【專利說明】一種基于脈沖響應序列的輸氣管道動態仿真方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于動態仿真【技術領域】，尤其涉及一種基于脈沖響應序列的輸氣管道動態仿真方法。
【背景技術】
[0002]現有的管道仿真都是基于管道的連續性方程、運動方程、能量方程及氣體狀態方程等機理模型進行動態仿真計算，由于機理模型是一個多變量偏微分方程組，無法直接求解，需要轉化為常微分方程組，并且對長輸管道進行剖分，在時間和空間上進行離散化，計算過程需要迭代求解，計算量大，并且當管道初始條件設置不好時可能導致計算發散。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種基于脈沖響應序列的輸氣管道動態仿真方法，旨在解決利用管道機理模型計算量大、易發散的問題，提高管道動態仿真計算速度，實現管道在線動態仿真。
[0004]本發明是這樣實現的，一種基于脈沖響應序列的輸氣管道動態仿真方法包括:
[0005]步驟一、獲取管道壓力脈沖響應序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量Xi和出口流量X。，觀察管道的壓力變化，將每個階躍響應序列延遲一個時刻，用原序列減延遲序列獲得四個脈沖 響應序列；入口壓力單位脈沖響應hn (入口流量Xi階躍變化時的入口壓力變化)和hi()(出口流量X。階躍變化時的入口壓力變化)，以及出口壓力單位脈沖響應k和h。。；
【權利要求】
1.一種基于脈沖響應模型的輸氣管道動態仿真方法，其特征在于，所述的基于脈沖響應模型的輸氣管道動態仿真方法包括: 步驟一、獲取管道壓力脈沖響應序列，在管道模型中分別階躍改變管道的入口流量Xi和出口流量X。，觀察管道的壓力變化，將每個階躍響應序列延遲一個時刻，用原序列減延遲序列獲得四個脈沖響應序列；入口壓力單位脈沖響應hn和比。，以及出口壓力單位脈沖響應hoi 和 h00 ; 步驟二、建立管道脈沖響應序列模型，管道的入口壓力Pi和出口壓力P。可按下式計算:
2.如權利要求1所述的基于脈沖響應序列的輸氣管道動態仿真方法，其特征在于，步驟三所述的管道壓力脈沖響應仿真測試的具體方法為: 第一步、壓力階躍響應測試，根據管道離散系統的壓力輸出計算公式分別計算壓力對入口流量、出口流量的階躍響應； 第二步、單輸入壓力響應測試，在管道仿真軟件中設計仿真實驗，獲取實驗數據及管道參數，出口流量不變，獲得管道入口壓力和出口壓力變化；對輸氣管道入口流量進行采樣，根據獲取的脈沖響應序列計算壓力輸出響應；然后，在仿真軟件中對同一管道模型進行管道出口流量對壓力影響的仿真實驗，入口流量不變，獲取管道入口壓力和出口壓力變化；對輸氣管道出口流量進行采樣，根據脈沖響應序列計算壓力輸出響應； 第三步、雙輸入壓力響應測試，在管道仿真軟件中對同一管道模型同時改變入口流量和出口流量，獲取管道入口壓力和出口壓力變化；對輸氣管道入口、出口流量進行采樣，根據脈沖響應分別計算入口壓力、出口壓力的輸出響應，同時進行線性疊加作為系統的輸出。
3.如權利要求1所述的基于脈沖響應序列的輸氣管道動態仿真方法，其特征在于，步驟四所述的在線動態仿真的具體方法為: 第一步、單輸入單輸出離散系統的在線動態仿真，假設系統采樣值Xc;(i)，系統相對穩態的輸入輸出為x(i)、y (i)，指定某一時刻s的輸入輸出為參考穩態,記相對參考穩態輸入輸出為 X’(i)、y’(i)，則:x， (s) = Ox，(i) = xc (i)-Xs相對穩態的輸出為:
【文檔編號】G05B17/02GK103970029SQ201410202027
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】李立剛, 戴永壽 申請人:中國石油大學(華東)