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数据噪声对天然气管网在线仿真的影响研究
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- DOI:
- 作者:
- 王雪莉, 阎涛, 刘天尧, 康阳, 朱峰, 王力
- 作者单位:
- 1. 国家管网集团科学技术研究总院分公司, 2. 西南石油大学石油与天然气工程学院
- 关键词:
- 天然气管网; 在线仿真; 非线性系统; 边界条件; 数据噪声
- 摘要:
- SCADA系统实时测量的压力、流量、温度及组分等数据,是天然气管网在线仿真的关键边界条件,由于实时数据存在噪声和异常值,因此影响在线仿真精度和运行稳定性。为此,以应用广泛的隐式差分仿真模型为分析对象,结合实际管网系统中压力表、流量计的测量精度,采用Gaussian白噪声模拟不同的测量噪声水平,分析压力噪声、流量噪声对模型收敛性和仿真精度的影响,从而明确隐式差分模型对压力和流量的不同敏感性,优选管网在线仿真模型滤波参数。结果表明:第一,在0.5%的单压力噪声条件下,流量最大相对误差为63.41%,压力最大相对误差为0.15%;第二,在1%的单流量噪声条件下,流量最大相对误差为0.11%,压力最大相对误差为0.07%;第三,压力噪声导致的仿真误差远大于流量噪声,且仿真的流量误差远大于压力误差;第四,随计量精度降低,噪声导致的仿真压力误差和流量误差均逐渐增加。隐式差分仿真模型对于压力参数的敏感性高于流量参数,测量压力的较小噪声将导致严重的仿真流量误差。因此,在线仿真中应重点对压力边界进行滤波处理,从而有效提升模型的仿真精度。