太阳城集团

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一种网络型LNG产业链综合预测调度方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201310652261.7

申请日:

2013.12.05

公开号:

CN103632234A

公开日:

2014.03.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G06Q 10/06变更事项:专利权人变更前:中国海洋石油总公司变更后:中国海洋石油集团有限公司变更事项:地址变更前:100010 北京市东城区朝阳门北大街25号变更后:100010 北京市东城区朝阳门北大街25号变更事项:共同专利权人变更前:中海石油气电集团有限责任公司变更后:中海石油气电集团有限责任公司|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06Q 10/06申请日:20131205|||公开
IPC分类号: G06Q10/06(2012.01)I; G06Q50/06(2012.01)I 主分类号: G06Q10/06
申请人: 中国海洋石油总公司; 中海石油气电集团有限责任公司
发明人: 付子航; 邱健勇; 唐令力; 单彤文; 崔峰; 周婵; 程昊; 刘冰
地址: 100010 北京市东城区朝阳门北大街25号
优先权:
专利代理机构: 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 代理人: 徐宁;关畅
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310652261.7

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.11.23|||2017.12.15|||2014.04.09|||2014.03.12

法律状态类型:

太阳城集团专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其包括以下步骤:1)设置一网络型LNG产业链综合预测调度系统,包括总调中心、仿真系统平台和贸易管理平台;总调中心连接各接收站和中转站的DCS,贸易管理平台连接各接收站和中转站的GMS;仿真系统平台包括初始参数数据库、仿真模块、指标和报表显示模块、和分析数据库;2)仿真系统平台的初始参数数据库内预先输入有各种原始数据;3)仿真系统平台通过各接收站和中转站的DNS收集更新初始参数数据库内的数据太阳城集团;4)仿真系统平台启动仿真模块进行仿真推演;5)指标和报表显示模块显示输出仿真推演结果;6)仿真系统平台将仿真推演结果传输给贸易管理平台;由贸易管理平台发送给各接收站和中转站的GMS终端,以生成本站的调度计划。

权利要求书

权利要求书
1.  一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其包括以下步骤:
1)设置一网络型LNG产业链综合预测调度系统,其包括一总调中心和一贸易管理平台,一连接二者的仿真系统平台;所述总调中心通过网络连接各接收站和中转站的DCS,所述贸易管理平台通过网络连接各接收站和中转站的GMS;所述仿真系统平台包括初始参数数据库、内置有综合了蒙特卡洛算法和运筹学排队论的离散仿真推演程序的仿真模块、指标和报表显示模块、以及分析数据库;
2)仿真系统平台的初始参数数据库内预先输入有各种原始数据,其包括各长期供货点对相应接收站的供货太阳城集团,各接收站对相应中转站的供货太阳城集团、接收站和中转站对下游用户的天然气外输、槽车液态外运和用户的年、月、日、小时需求预测太阳城集团,通过各DCS采集的各接收站和中转站内各储罐的初始液位和总罐容太阳城集团,以及储罐动态监控指标;
3)仿真系统平台通过各接收站和中转站的DNS收集更新所述初始参数数据库内的数据太阳城集团,其包括通过DCS实时收集到的每一储罐的实时液位太阳城集团和总罐容太阳城集团,港口和航道的恶劣天气太阳城集团的最新天气预报,天然气外输、槽车液态外运和用户的年、月、日、小时需求预测太阳城集团,当前签订的购气合同,下游用户最新提出的用气需求和小时流量的波动幅度;
4)仿真系统平台启动仿真模块进行仿真推演,其包括以下步骤:
①仿真模块读入初始参数数据库更新后的数据太阳城集团,扫描指定太阳城集团内各接收站的长期ADP,如果哪一个接收站没有长期ADP,则终止对该接收站的仿真推演程序;否则进入下一步;
②仿真模块判断采取何种仿真推演模式进行相应的仿真推演:
A、如果接收站仅选择了长期供货点的ADP,则根据“接收站长期ADP模式”,确定长期供货点和相应的长期供货运输船,按照长期供货点、长期供货运输船和接收站的关系进行仿真推演;
B、如果接收站还选择了现货供货,则进一步判断是预设现货ADP,还是动态现货:
如果是预设现货ADP,则按照“接收站预设现货ADP模式”,确定预设现货点太阳城集团和相应的运输船,按照预设现货点、运输船和接收站的关系进行仿真推演;
如果是动态现货,则按照“接收站动态现货模式”,按照不确定来源的动态现货点、运输船和接收站的关系进行仿真推演;
C、如果接收站还选择了站间转运模式,则进一步判断是预设站间转运ADP,还是动态站间转运:
如果是预设站间转运ADP,则按照“接收站预设站间转运ADP模式”,确定发货接 收站和转运船太阳城集团,按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演;
如果是动态站间转运,则按照“接收站动态站间转运模式”,首先启动LNG动态转运优选程序,确定发货接收站太阳城集团和相应的转运船太阳城集团,然后按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演;
D、对于中转站,如果接收站与中转站ADP为空,则不运行中转站相关仿真推演,如果中转站选择了与接收站的站间转运,则进一步判断是中转站预设站间转运ADP,还是中转站动态站间转运:
如果是中转站预设站间转运ADP,则按照“中转站预设站间转运ADP模式”,确定发货接收站和转运船太阳城集团,按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演;
如果是中转站动态站间转运,则按照“中转站动态站间转运模式”,首先启动LNG动态转运优选程序,确定发货接收站太阳城集团和相应的转运船太阳城集团,然后按照中转站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演;
5)仿真推演结束后,仿真系统平台将仿真模块得到的各种模式的仿真推演结果显示输出在指标和报表显示模块中;
6)仿真系统平台将仿真推演结果存入分析数据库,并传输给贸易管理平台;由贸易管理平台生成未来三个月至一年太阳城集团内的网络型结构LNG产业链的供需预测和调度计划,并通过网络发送给各接收站和中转站的GMS终端,由各接收站和中转站的GMS生成本站的调度计划。

2.  如权利要求1所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其特征在于:在步骤5)与步骤6)之间增加一对动态现货和动态站间转运的仿真推演结果进行验证的步骤,如果选择此步骤,则采用以下三种方法之一:
①对于动态现货模式的仿真推演结果
将步骤5)动态现货模式的仿真推演结果中的动态现货太阳城集团窗口,分布转化成现货ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;如果仿真推演结果中不再产生动态现货指标,则可以确认步骤5)的动态现货模式的仿真推演结果正确,进入步骤6);否则返回步骤2),调整初始参数数据库太阳城集团后,启动仿真模块进行新一轮的仿真推演;
②对于动态站间转运模式的仿真推演结果
将步骤5)动态站间转运模式仿真推演结果中的动态站间转运太阳城集团窗口,分布转化成站间转运ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;如果仿真推演结果中不再产生动态站间转运指标,则说明步骤5)的动态站间转运模式的仿真推演结果正确,进入步骤6);否则返回步骤2),调整初始参数数据库太阳城集团后,启动仿真模块进行新一轮的仿真推演;
③对于既有动态现货模式又有动态站间转运模式的仿真推演结果
将步骤5)动态现货模式的仿真推演结果中的动态现货太阳城集团窗口和动态站间转运模式仿真推演结果中的动态站间转运太阳城集团窗口,全部分布转化成接收站ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;如果仿真推演结果中既不再产生动态现货指标,也不再产生动态站间转运指标,则说明步骤5)的仿真推演结果正确,进入步骤6);否则返回步骤2),调整初始参数数据库太阳城集团后,启动仿真模块进行新一轮的仿真推演。

3.  如权利要求1所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其特征在于:所述步骤2)中的储罐动态监控指标包括:
a、逼罐比率参数,其取值范围为储罐容量的85%~95%;
b、高警戒液位参数,其取值范围为储罐容量的85%~90%;
c、低警戒液位参数,其取值范围为储罐容量的8%~15%;
d、警戒罐容满足下游需求临界值参数,其太阳城集团取值范围为48小时~72小时;警戒罐容满足下游需求临界值参数与低警戒液位参数配合,对下游用气需求优先级保供问题进行处理;
e、请求现货液位参数,其太阳城集团取值范围一般为72小时~150小时;当储罐当前剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值,按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求现货液位参数时,系统发出一次现货请求;
f)请求站间转运液位参数,其太阳城集团取值范围为60小时~100小时,当储罐当前剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值,按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求转运液位参数时,系统发出一次动态站间转运请求。

4.  如权利要求1所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其特征在于:所述步骤2)中的储罐动态监控指标包括:
a、逼罐比率参数,其取值范围为储罐容量的85%~95%;
b、高警戒液位参数,其取值范围为储罐容量的85%~90%;
c、低警戒液位参数,其取值范围为储罐容量的8%~15%;
d、警戒罐容满足下游需求临界值参数,其太阳城集团取值范围为48小时~72小时;警戒罐容满足下游需求临界值参数与低警戒液位参数配合,对下游用气需求优先级保供问题进行处理;
e、请求现货液位参数,其太阳城集团取值范围一般为72小时~150小时;当储罐当前剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值,按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求现货液位参数时,系统发出一次现货请求;
f)请求站间转运液位参数,其太阳城集团取值范围为60小时~100小时,当储罐当前 剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值,按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求转运液位参数时,系统发出一次动态站间转运请求。

5.  如权利要求1或2或3或4所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其特征在于:所述步骤4)的步骤②中,仿真推演模式的推演过程包括:
一、接收站长期ADP模式的仿真推演过程:
a、在长期供货点内部,LNG物料按照从气田、天然气处理装置、天然气液化装置、储罐、装船设施至长期供货运输船满船的顺序流动;与此同步,长期供货运输船空船按照进入外港、内港泊位、连接装船设施的顺序进行活动;
b、在接收站内部,LNG物料按照从卸船设施、储罐、BOG处理设施至LNG外输泵,再从LNG外输泵、LNG气化器、通过外输管道至工业用户、城镇用户和燃气电厂三类气态用户,以及从LNG外输泵至槽车液态外运的顺序流动;在流动过程中,根据储罐动态监控指标作相应处理,即在卸船设施与储罐之间判断是否“逼罐”,在储罐与LNG外输泵之间判断是否“保供”和是否“空罐”,处理结果包括:
如果运输船卸料时,储罐剩余罐容不足以存储整船的LNG物料,产生“逼罐”现象,则仿真结果中输出一“接收站逼罐明细”报表,记录接收站的ID编号、发生时刻、结束时刻、运输船的ID编号、船型等明细数据,同时还可以记录逼罐船数、平均逼罐时长和总逼罐时长,运输船须等待直至“逼罐”现象消除方能开始卸料;
如果储罐已经“空罐”,则仿真结果中输出一“站点低液位预警”报表,记录发生低警戒液位报警的接收站的ID编号、报警开始时刻、结束时刻等明细数据,LNG外输泵须关停直至“空罐”现象消除方能重新开启;
如果储罐已经到达“警戒罐容满足下游需求临界值参数”,需要启动不同等级的“保供”,则仿真结果中输出一“站点空罐时段记录”和“站点保民用关停报表”,记录报警太阳城集团及空罐太阳城集团等详细的运行数据。LNG外输泵须按照“分级关停控制速率”,控制LNG外输泵逐次关停与槽车、燃气电厂用户、工业用户、直至城镇用户之间连接的外输管道;
与此同步,运输船满船按照进入外港、内港泊位、连接卸船设施的操作顺序活动,在运输船进入内港泊位后根据码头数量和功能判断是否同时作业:如仅一个码头则单艘运输船卸料;如两个码头则两艘运输船同时卸料;在进入外港和内港泊位的作业中,会受到恶劣天气和潮汐条件等不确定性元素,以及日间操作太阳城集团限制的影响;
c、接收站的下游用户的用气需求,以设定的太阳城集团间隔不断发给接收站,接收站的LNG气化器和LNG外输泵给予匹配的供应;其间如果接收站供应能力达不到,则按照供应设备的瓶颈能力或限定的LNG供给数量供应,即按照储罐动态监控指标中警戒罐容满足下游需求临界值执行;
d、执行长期ADP的运输船,在长期供货点至接收站的双向航道上来回往返,在抵达长期供货点和离开接收站时,长期供货运输船的状态为“空船”;在离开长期供货点和抵达接收站时,长期供货运输船的状态为“满船”;
二、接收站预设现货ADP模式的仿真推演过程:
接收站预设现货ADP模式的仿真推演过程与接收站长期ADP模式的仿真推演过程完全相同,仅需要将长期供货点的太阳城集团和长期供货运输船的太阳城集团,替换为预设现货点的太阳城集团和预设现货运输船的太阳城集团,然后按照接收站长期ADP模式仿真推演过程中的步骤a~d进行仿真推演,即可得到接收站预设现货ADP模式的仿真推演结果;
三、接收站动态现货模式的仿真推演过程:
a、根据长期ADP、预设现货ADP的执行情况和下游用户用气的实际需求,仿真模块按照实时采集的储罐液位太阳城集团与储罐动态监控指标对比结果,发出动态现货请求,且设定只有在一次动态现货请求得到满足后,才会根据最新情况启动新一轮的仿真推演;
b、动态现货发货点根据动态现货请求,只确定动态现货的交货量和交货太阳城集团;
c、执行动态现货运输任务的运输船在动态现货点与接收站之间来回往返;在抵达现货点和离开接收站时,现货运输船的状态为“空船”;在离开现货点和抵达接收站时,现货运输船的状态为“满船”。
四、接收站预设站间转运ADP模式的仿真推演过程:
a、输入预设站间转运的发货接收站、预设站间转运的收货接收站、转运船、转运航道、航道天气状况、接收站预设站间转运ADP太阳城集团;
b、在预设站间转运的发货接收站内,LNG物料从发货接收站的储罐、装船设施、码头至转运船直至达到满船的顺序流动;与此同步,空载的转运船按照进入发货接收站的外港、内港泊位、码头、连接装船设施的操作顺序活动;
c、执行预设站间转运的转运船,在发货接收站至预设站间转运接收站的双向航道上往返,在到达预设站间转运接收站和离开发货接收站时,转运船的状态为满船;在离开预设站间转运接收站和到达发货接收站时,转运船的状态为空船。
五、接收站动态站间转运模式的仿真推演过程:
a、启动动态转运优选程序,选定作为动态站间转运请求接收站的发货接收站,及相应的转运船、运输航道和航道天气状况的太阳城集团;
b、在选定的发货接收站内部,转运船空船按照进入外港、内港泊位、码头、连接装船设施的操作顺序活动,LNG物料按照从动态发货接收站储罐、装船设施至动态现货运输船满船的顺序流动,在动态站间转运请求接收站内部按照从卸船设施、储罐、外输泵、气化器、外输管道至工业用户、城镇用户、燃气电厂用户的三类气态用户及 槽车液态外运的顺序流动;
c、执行动态站间转运的转运船,在发货接收站至动态站间转运请求接收站的双向航道上往返,在到达动态站间转运请求接收站和离开发货接收站时,转运船的状态为满船;在离开动态站间转运请求接收站和到达发货接收站时,转运船的状态为空船;
d、根据各长期供货点的ADP仿真执行情况和下游用户用气的实际需求,各接收站根据实时采集的储罐液位太阳城集团与储罐动态监控指标对比结果,发出接收站的动态站间转运请求,且设定仿真模块只有在一次动态站间转运请求得到满足后,才会根据最新情况启动新一轮的仿真推演;
六、中转站预设站间转运ADP模式的仿真推演过程:
a、输入预设站间转运的中转站、预设站间转运的发货接收站、转运船、运输航道、航道的天气状况、中转站预设站间转运ADP太阳城集团;
b、在预设站间转运的发货接收站内,转运船空船按照进入外港、内港泊位、连接装船设施的操作顺序活动,LNG物料按照从发货接收站储罐、装船设施至预设站间转运船满船的顺序流动,在预设站间转运中转站内部按照从卸船设施、储罐、槽车液态外运的顺序活动;
c、执行预设站间转运的转运船,在发货接收站至预设站间转运中转站的双向航道上往返,在到达预设站间转运中转站和离开发货接收站时,转运船的状态为满船;在离开预设站间转运中转站和到达发货接收站时,转运船的状态为空船;
七、中转站动态站间转运模式的仿真推演过程:
a、启动动态站间运转优选程序,选定作为动态站间请求中转站的发货接收站,以及相应的转运船,运输航道和航道天气状况的太阳城集团;
b、在选定的发货接收站内部,转运船空船按照进入外港、内港泊位、连接装船设施的操作顺序活动,LNG物料按照从动态站间转运发货接收站储罐、装船设施至转运船满船的顺序流动,在动态站间转运请求的中转站内部按照从卸船设施、储罐、槽车液态外运的顺序流动;
c、执行动态站间转运的转运船,在发货接收站至动态站间转运请求中转站的双向航道上往返,在到达动态站间转运请求中转站和离开发货接收站时,转运船的状态为满船;在离开动态站间转运请求中转站和到达发货接收站时,转运船的状态为空船;
d、根据各长期供货点的ADP仿真执行情况和下游用气的需求情况,各中转站根据实时采集的储罐液位太阳城集团与储罐动态监控指标对比结果,发出中转站的动态站间转运请求,且设定仿真模块只有在一次动态站间转运请求得到满足后,才会根据最新情况启动新一轮的仿真推演。

6.  如权利要求1或2或3或4所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法, 其特征在于:所述动态转运优选程序包括以下步骤:
ⅰ、对于提出动态站间转运请求的接收站或中转站,实时计算三个参数:储罐剩余容量减去低警戒液位对应下游的需求太阳城集团M,下一次预设长期ADP太阳城集团中运输船的到港太阳城集团N,或中转站预设ADP太阳城集团中转运船的到港太阳城集团N,以及储罐请求转运液位对应的可维持时长L;
ⅱ、判断动态站间转运请求接收站或中转站以外的各接收站是否满足条件“M<N和M<=L”;如果不满足,则不会发生对动态站间转运请求接收站或中转站进行动态站间转运的活动;如果满足,则达到作为对动态站间转运请求接收站或中转站进行动态站间转运的充分必要条件,进行下一步;
ⅲ、使用转运船装料条件对可选发货接收站组内的各接收站进行筛选;选择发货接收站条件为该接收站满足储罐剩余容量减去低警戒液位的差大于转运船容量;
ⅳ、使用转运船装料条件对可选发货接收站组内的各接收站进行筛选;选择发货接收站条件为该接收站中满足储罐剩余容量减去低警戒液位的差大于转运船容量;
ⅴ、对可选转运船进行优选计算,分别以待筛选的各发货接收站至动态站间转运请求接收站或中转站的运输太阳城集团T1、T2、T3……,Tn<M为条件,筛选出小于M的运输太阳城集团及其分别对应的发货接收站,其中;下标1、2、3……n为发货各接收站的编号。
ⅵ、比较筛选后剩余的运输太阳城集团及其它们对应的发货接收站,按照LNG交付价格加航运费用最低的标准,优选确定可选的发货接收站;
ⅶ、如果上述步骤ⅵ)结束,仍有不少于两个发货接收站,则选择运输航程最短对应的发货接收站,此时剩下的发货接收站是唯一的,该发货接收站就是通过优选程序确定的、作为动态站间转运请求接收站或中转站的发货接收站。

7.  如权利要求5所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其特征在于:所述动态转运优选程序包括以下步骤:
ⅰ、对于提出动态站间转运请求的接收站或中转站,实时计算三个参数:储罐剩余容量减去低警戒液位对应下游的需求太阳城集团M,下一次预设长期ADP太阳城集团中运输船的到港太阳城集团N,或中转站预设ADP太阳城集团中转运船的到港太阳城集团N,以及储罐请求转运液位对应的可维持时长L;
ⅱ、判断动态站间转运请求接收站或中转站以外的各接收站是否满足条件“M<N和M<=L”;如果不满足,则不会发生对动态站间转运请求接收站或中转站进行动态站间转运的活动;如果满足,则达到作为对动态站间转运请求接收站或中转站进行动态站间转运的充分必要条件,进行下一步;
ⅲ、使用转运船装料条件对可选发货接收站组内的各接收站进行筛选;选择发货接收站条件为该接收站满足储罐剩余容量减去低警戒液位的差大于转运船容量;
ⅳ、使用转运船装料条件对可选发货接收站组内的各接收站进行筛选;选择发货接收站条件为该接收站中满足储罐剩余容量减去低警戒液位的差大于转运船容量;
ⅴ、对可选转运船进行优选计算,分别以待筛选的各发货接收站至动态站间转运请求接收站或中转站的运输太阳城集团T1、T2、T3……,Tn<M为条件,筛选出小于M的运输太阳城集团及其分别对应的发货接收站,其中;下标1、2、3……n为发货各接收站的编号。
ⅵ、比较筛选后剩余的运输太阳城集团及其它们对应的发货接收站,按照LNG交付价格加航运费用最低的标准,优选确定可选的发货接收站;
ⅶ、如果上述步骤ⅵ)结束,仍有不少于两个发货接收站,则选择运输航程最短对应的发货接收站,此时剩下的发货接收站是唯一的,该发货接收站就是通过优选程序确定的、作为动态站间转运请求接收站或中转站的发货接收站。

8.  如权利要求1或2或3或4或7所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其特征在于:采用均匀随机分布函数模拟槽车装车速率、运输船和转运船装卸船速率,矩形随机分布函数模拟港口恶劣天气影响,正态随机分布函数模拟LNG外输泵和LNG气化器外输设备的可靠性,负指数随机分布函数模拟运输船和转运船到港太阳城集团延误和槽车灌装到达太阳城集团,负指数随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车的到达太阳城集团间隔,泊松随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车在指定太阳城集团内的到达数量,均匀随机分布函数模拟下游用户用气的小时用气速率波动性;同时还采用等待制的排队规则,先到先服务。

9.  如权利要5所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其特征在于:采用均匀随机分布函数模拟槽车装车速率、运输船和转运船装卸船速率,矩形随机分布函数模拟港口恶劣天气影响,正态随机分布函数模拟LNG外输泵和LNG气化器外输设备的可靠性,负指数随机分布函数模拟运输船和转运船到港太阳城集团延误和槽车灌装到达太阳城集团,负指数随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车的到达太阳城集团间隔,泊松随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车在指定太阳城集团内的到达数量,均匀随机分布函数模拟下游用户用气的小时用气速率波动性;同时还采用等待制的排队规则,先到先服务。

10.  如权利要求6所述的一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其特征在于:采用均匀随机分布函数模拟槽车装车速率、运输船和转运船装卸船速率,矩形随机分布函数模拟港口恶劣天气影响,正态随机分布函数模拟LNG外输泵和LNG气化器外输设备的可靠性,负指数随机分布函数模拟运输船和转运船到港太阳城集团延误和槽车灌装到达太阳城集团,负指数随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车的到达太阳城集团间隔,泊松随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车在指定太阳城集团内的到达数量,均匀随机分布函数模拟下游用户用气的小时用气速率波动性;同时还采用等待制的排队规则,先到先服务。

说明书

说明书一种网络型LNG产业链综合预测调度方法
技术领域
本发明涉及一种LNG(液化天然气)产业链综合预测调度方法,特别是太阳城集团一种在多LNG长期供货点(即LNG液化厂)、多LNG现货点、多LNG接收站、多LNG中转站、多LNG运输船队、多LNG转运船队的预设与动态现货、预设与动态站间转运等多环节、多运行模式下的网络型LNG产业链综合预测调度方法。
背景技术
在LNG产业链中,接收站的基本功能是接卸从长期供货点经远洋海运来的运输船,把LNG物料卸船后存储在LNG储罐中,根据下游用气需求,将LNG气化后外输至工业、民用和燃气电厂三类气态用户,同时还将一小部分LNG通过LNG槽车直接液态外运。LNG产业链中的现货点,类似于长期供货点,与接收站的关系是基于较短的预设交付计划的关系。LNG产业链中的中转站是接收站的二级站,主要从事液态分销给槽车用户,中转站仅接收来自接收站预设或动态方式的转运货源,而不能再次转运。总体上讲,LNG产业链活动的基础过程是同时处理离散化的大宗LNG物料来料、不断变化的连续LNG物料和小批量的离散LNG物料外运,保持LNG物料库存在正常范围内,并且要求在当前和未来至少三个月以上的太阳城集团内保持时空匹配。
在LNG产业链中存在许多问题需要解决:比如由于下游用气调峰和季节波动等原因,除了逐批次地执行LNG长期供货点的ADP(年度交付计划)外,接收站还会有对现货的动态需求;接收站之间、中转站与接收站之间通过转运船进行动态站间转运,联合优化保供用气市场的需求;如何最大程度地利用转运船的运力,确保接收站和中转站的储罐库存合理使用,降低运输和存储费用的需求;以及为了解决在LNG产业链格局下利用多接收站、多中转站联调、联供、联合优化,保障下游用气市场而产生的多接收站、多中转站通过转运船进行网络型动态站间转运的需求。
而现阶段的技术手段是通过单一接收站或中转站的DCS(分散控制系统)监测本接收站或中转站内每一储罐的罐容水平、分析长期供货点对接收站的ADP(简称长期ADP)、接收站对中转站的转运ADP和下游用气预期需求匹配关系,并以本接收站为立足点,人工分析现货、接收站之间站间转运、接收站与中转站之间站间转运的数量和太阳城集团窗口,分析结果上传至本站的GMS(气体管理系统)终端形成调度计划。现有方法以主观经验为主导,关键数据分析和处理均较为初级,无法适应生产需求及时动态调整,计划的预见性差,干扰接收站或中转站正常运行的风险很高。而在LNG产业链格局下,固定排期计划与动态需求触发的现货、站间转运、转运船管理等整体网络系 统的管理和控制,都无法依靠人工分析完成。此外,在诸多的天然不确定因素影响下,往往难以预估合理的太阳城集团窗口,更难以有效地同时统筹多接收站、多中转站的网络关系,从而引发某个站的储罐发生“逼罐”(逼罐是LNG存量较高,难以进行LNG灌装),而另一个站的储罐发生“空罐”,港口发生运输船或转运船排队,无法适应复杂环境下的生产运行要求等问题,不但使资产利用程度降低,而且会导致难以承受的供气安全风险。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种适合多长期供货点、多现货点、多接收站、多中转站、多运输船队、多转运船队的预设与动态现货、预设与动态站间转运等多环节、多运行模式下的网络型LNG产业链综合预测调度方法。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种网络型LNG产业链综合预测调度方法,其包括以下步骤:1)设置一网络型LNG产业链综合预测调度系统,其包括一总调中心和一贸易管理平台,一连接二者的仿真系统平台;所述总调中心通过网络连接各接收站和中转站的DCS,所述贸易管理平台通过网络连接各接收站和中转站的GMS;所述仿真系统平台包括初始参数数据库、内置有综合了蒙特卡洛算法和运筹学排队论的离散仿真推演程序的仿真模块、指标和报表显示模块、以及分析数据库;2)仿真系统平台的初始参数数据库内预先输入有各种原始数据,其包括各长期供货点对相应接收站的供货太阳城集团,各接收站对相应中转站的供货太阳城集团、接收站和中转站对下游用户的天然气外输、槽车液态外运和用户的年、月、日、小时需求预测太阳城集团,通过各DCS采集的各接收站和中转站内各储罐的初始液位和总罐容太阳城集团,以及储罐动态监控指标;3)仿真系统平台通过各接收站和中转站的DNS收集更新所述初始参数数据库内的数据太阳城集团,其包括通过DCS实时收集到的每一储罐的实时液位太阳城集团和总罐容太阳城集团,港口和航道的恶劣天气太阳城集团的最新天气预报,天然气外输、槽车液态外运和用户的年、月、日、小时需求预测太阳城集团,当前签订的购气合同,下游用户最新提出的用气需求和小时流量的波动幅度;4)仿真系统平台启动仿真模块进行仿真推演,其包括以下步骤:①仿真模块读入初始参数数据库更新后的数据太阳城集团,扫描指定太阳城集团内各接收站的长期ADP,如果哪一个接收站没有长期ADP,则终止对该接收站的仿真推演程序;否则进入下一步;②仿真模块判断采取何种仿真推演模式进行相应的仿真推演:A、如果接收站仅选择了长期供货点的ADP,则根据“接收站长期ADP模式”,确定长期供货点和相应的长期供货运输船,按照长期供货点、长期供货运输船和接收站的关系进行仿真推演;B、如果接收站还选择了现货供货,则进一步判断是预设现货ADP,还是动态现货:如果是预设现货ADP,则按照“接收站预设现货ADP模式”,确定预设现货点太阳城集团和相应的 运输船,按照预设现货点、运输船和接收站的关系进行仿真推演;如果是动态现货,则按照“接收站动态现货模式”,按照不确定来源的动态现货点、运输船和接收站的关系进行仿真推演;C、如果接收站还选择了站间转运模式,则进一步判断是预设站间转运ADP,还是动态站间转运:如果是预设站间转运ADP,则按照“接收站预设站间转运ADP模式”,确定发货接收站和转运船太阳城集团,按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演;如果是动态站间转运,则按照“接收站动态站间转运模式”,首先启动LNG动态转运优选程序,确定发货接收站太阳城集团和相应的转运船太阳城集团,然后按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演;D、对于中转站,如果接收站与中转站ADP为空,则不运行中转站相关仿真推演,如果中转站选择了与接收站的站间转运,则进一步判断是中转站预设站间转运ADP,还是中转站动态站间转运:如果是中转站预设站间转运ADP,则按照“中转站预设站间转运ADP模式”,确定发货接收站和转运船太阳城集团,按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演;如果是中转站动态站间转运,则按照“中转站动态站间转运模式”,首先启动LNG动态转运优选程序,确定发货接收站太阳城集团和相应的转运船太阳城集团,然后按照中转站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演;5)仿真推演结束后,仿真系统平台将仿真模块得到的各种模式的仿真推演结果显示输出在指标和报表显示模块中;6)仿真系统平台将仿真推演结果存入分析数据库,并传输给贸易管理平台;由贸易管理平台生成未来三个月至一年太阳城集团内的网络型结构LNG产业链的供需预测和调度计划,并通过网络发送给各接收站和中转站的GMS终端,由各接收站和中转站的GMS生成本站的调度计划。
在步骤5)与步骤6)之间增加一对动态现货和动态站间转运的仿真推演结果进行验证的步骤,如果选择此步骤,则采用以下三种方法之一:①对于动态现货模式的仿真推演结果,将步骤5)动态现货模式的仿真推演结果中的动态现货太阳城集团窗口,分布转化成现货ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;如果仿真推演结果中不再产生动态现货指标,则可以确认步骤5)的动态现货模式的仿真推演结果正确,进入步骤6);否则返回步骤2),调整初始参数数据库太阳城集团后,启动仿真模块进行新一轮的仿真推演;②对于动态站间转运模式的仿真推演结果,将步骤5)动态站间转运模式仿真推演结果中的动态站间转运太阳城集团窗口,分布转化成站间转运ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;如果仿真推演结果中不再产生动态站间转运指标,则说明步骤5)的动态站间转运模式的仿真推演结果正确,进入步骤6);否则返回步骤2),调整初始参数数据库太阳城集团后,启动仿真模块进行新一轮的仿真推演;③对于既有动态现货模式又有动态站间转运模式的仿真 推演结果,将步骤5)动态现货模式的仿真推演结果中的动态现货太阳城集团窗口和动态站间转运模式仿真推演结果中的动态站间转运太阳城集团窗口,全部分布转化成接收站ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;如果仿真推演结果中既不再产生动态现货指标,也不再产生动态站间转运指标,则说明步骤5)的仿真推演结果正确,进入步骤6);否则返回步骤2),调整初始参数数据库太阳城集团后,启动仿真模块进行新一轮的仿真推演。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明由于在多长期供货点、多现货点、多接收站、多中转站、多运输船队和多转运船队组成的网络结构中,设置了一LNG产业综合预测调度系统,且在该系统中设置了总调中心、仿真系统平台和贸易管理平台,并在仿真系统平台内设置了初始参数数据库、仿真模块、指标和报表显示模块和分析数据库,因此本发明可以根据下游用气调峰和季节波动等原因产生的接收站的动态现货需求、接收站对接收站的动态站间转运需求,中转站对接收站的动态站间转运需求,通过仿真模块并行和根据条件依时序地模拟各接收站执行长期ADP与调度动态现货、动态站间转运等交互的复杂过程,生成指定太阳城集团内长期ADP与动态现货、动态站间转运的数量和太阳城集团匹配关系。2、本发明运用蒙特卡洛算法模拟随机过程和运筹学排队论方法,仿真模拟离散化的LNG物料和连续流的LNG物料,模拟LNG从长期供货点、现货点、运输船远洋运输、接收站、中转站、转运船沿海运输构成的LNG产业链的各环节、环节内部物料流动流程及相互之间的逻辑关系和调运关系,对网络型LNG产业链综合预测调度过程中的主要波动性、不确定性的分布进行数学处理,不但能够预测和生成需求的数量和太阳城集团匹配关系,而且能根据设定太阳城集团长度内的自动推演结果,全面地提供长期供货点、现货点、运输船、接收站、中转站、转运船、现货运输、站间转运、储罐高低液位与逼罐空罐报警的时空属性等,提供统一化的确定性结果,使仿真推演结果更加准确,从根本上解决了LNG产业链网络化结构下难以使用常规手段进行综合调运、联供的实际难题,提供了LNG供应安全、调峰保障和产业链运行高效的技术问题。3、本发明设置的网络型LNG产业链综合预测调度系统,除了能够预测和生成动态现货、动态站间转运太阳城集团窗口分布外,还可以根据给定太阳城集团长度内的推演结果,细致、完备地提供运输船、长期供货点、动态现货点、动态站间转运发货接收站、储罐高-低液位与逼罐-空罐报警的时空属性统计及费用统计报表,使数据处理过程自动化,提高了网络型LNG的预测调度速度、准确性及实用操作性,为科学化管理LNG产业链的综合预测调度提供了有力依据,为进一步改善和拓展系统外围功能提供更高的可能性。4、本发明由于在网络型LNG产业链综合预测调度系统中,通过总调中心网络连接各接收站和中转站内原有的DCS采集数据,通过贸易管理平台网络 连接各接收站和中转站内原有的GMS终端发送推演结果,因此有效地提高了整个系统的自动化程度,使本发明可以根据实际需要,更新指定太阳城集团内的动态现货请求、动态站间转运请求以及相应的排期调度计划,使接收站的管理更加科学化、现代化。5、本发明充分考虑了网络型LNG产业链中的各种情况,总结了与各种情况对应的仿真推演模式,并将各种模式交互在一起得到仿真推演结果,这些仿真推演结果给出调度计划与原有的长期ADP一起,共同构成了准确可靠且完整的ADP太阳城集团,能够更好地满足下游用气需求,这是现有技术做不到的。本发明适用于多长期供货点、多现货点、多接收站、多中转站、多运输船队、多转运船队的预设与动态现货、预设与动态站间转运等多环节、多运行模式的网络型LNG的预测调度过程中。
附图说明
图1是本发明LNG产业链综合要素关系示意图
图2是本发明LNG产业链综合预测调度系统
图3是本发明储罐动态监控指标关系的示意图
图4是本发明综合预测调度流程示意图
图5是本发明动态现货模式流程示意图
图6是本发明动态转运模式流程示意图
图7是本发明动态转运优选程序示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明一种网络型LNG产业链综合预测调度方法包括以下步骤(如图1、图2所示):
1)设置一网络型LNG产业链综合预测调度系统
在由多长期供货点、多现货点、多接收站、多中转站、多运输船队、多转运船队组成的网络系统中设置一LNG产业链综合预测调度系统,其包括一总调中心1、一LNG产业链综合仿真系统平台2和一贸易管理平台3。总调中心1、仿真系统平台2和贸易管理平台3可以单独设置在一个地方,也可以设置在任意一接收站内。其中:
总调中心1通过网络连接各接收站和中转站内常规设置的DCS,并通过各DCS实时采集监控相应接收站和中转站内每一座储罐的液位太阳城集团、气态外输太阳城集团和槽车外运太阳城集团,同时获取各接收站和中转站的用气需求报表和波动数据,并将其输送给仿真系统平台2。
仿真系统平台2包括初始参数数据库21、仿真模块22、指标和报表显示模块23和分析数据库24。仿真模块22内置有综合了蒙特卡洛算法和运筹学排队论的离散仿 真推演过程。其中蒙特卡洛算法是以概率和统计理论方法为基础,把求解的问题同恰当的概率模型相联系,用计算机产生大量的随机数或伪随机数进行统计模拟或抽样,以获得近似解;蒙特卡洛求解算法是计算程序中生成随机数的方法,是公开且广泛应用的技术。运筹学排队论是通过对服务对象到来及服务太阳城集团的统计研究,得出包括等待太阳城集团、排队长度、忙期长短等数量指标的统计规律;运筹学排队论是排队规则和随机分布函数的设置,这种函数本身是公开且广泛应用的技术。离散仿真方法是综合了运筹学排队论和蒙特卡洛求解算法的具体计算机程序,通过该计算机程序,对各个元素进行细致、完整地描述,对各个元素的操作规则采用同步并行和依照条件按太阳城集团顺序两种模式,完全按照客观的实际操作处理离散流和连续流的元素活动,离散仿真方法,即按照连续、均匀间隔的太阳城集团序列,根据实际的工作流程和活动顺序,在规定太阳城集团内顺序地改变上述元素和实体的工作状态,也是属于公开且广泛应用的技术。本发明根据需要解决问题的具体情况、不同的描述对象和相互之间的对应关系,将上述各种方法引入本发明,并将其具体地应用在各种模型的仿真推演过程中。
贸易管理平台3通过网络连接各接收站和中转站内常规设置的GMS终端,贸易管理平台3可以向各接收站和中转站的GMS终端发布仿真系统平台2得到的计划太阳城集团,比如在近两个月内的计划来船、采办现货、实际外输和储罐库存的排期关系等,以用于各接收站和中转站的生产决策和具体操作。
2)在仿真系统平台2的初始参数数据库21中输入原始太阳城集团
①在仿真系统平台2的操作界面上,预先向初始参数数据库21中输入各长期供货点对各接收站的长期ADP太阳城集团、各接收站对相应中转站的供货太阳城集团、各长期供货点的ID编号、各运输船的ID编号、各接收站的ID编号、各中转站的ID编号、各转运船的ID编号、以及对应的各航道的ID编号等,以供选择。
②在初始参数数据库21中输入涵盖工业用户、城镇用户和燃气电厂三类气态用户,以及槽车液态用户在内的下游用户数据太阳城集团,各接收站和中转站下游各个用户提出的用气需求报表和波动幅度数据,槽车液态外运和天然气外输用户的年、月、日、小时需求预测等太阳城集团。
③总调中心1通过网络连接各接收站和中转站的DCS,采集每一座储罐的初始液位和总罐容太阳城集团、气态外输和LNG槽车液态外运的流量太阳城集团,以及各接收站和中转站下游用户提出的用气需求数据和波动幅度数据,并将其输入初始参数数据库21,初始参数数据库21中还预设有储罐动态监控指标(如图3所示):
a)逼罐比率参数,取值范围一般为储罐容量的85%~95%。
逼罐比例参数用于表明储罐内LNG充装量占储罐有效水容积的高限百分比,当运 输船或转运船到达接收站或中转站的外港时,如果储罐达到逼罐比率的总空间减去储罐容量的剩余罐容空间,小于运输船或转运船的有效船容,则不允许运输船或转运船进内港锚地和码头泊位,亦即产生“逼罐”问题。
b)高警戒液位参数,取值范围一般为储罐容量的85%~90%。
高警戒液位参数类似于逼罐比率参数,但不是功能性参数,可以取与逼罐比率相同数据,仅用于预警储罐操作运行过程中的液位水平。
c)低警戒液位参数,取值范围一般为储罐容量的8%~15%。
低警戒液位参数用于储罐操作运行过程中的低液位报警。
d)警戒罐容满足下游需求临界值参数,其太阳城集团取值范围一般为48小时~72小时。
警戒罐容满足下游需求临界值参数=(储罐的当前剩余罐容-低警戒液位参数对应罐容)/当前日平均小时用气量,该参数以小时为单位进行不间断的数据比对。警戒罐容满足下游需求临界值参数与低警戒液位参数配合,对下游用气需求优先级保供问题进行处理。当储罐剩余库存达到低警戒液位参数,又不足以维持警戒罐容满足下游需求临界值的时长时,如果接收站或中转站码头、内港泊位没有运输船或转运船卸货,则接收站需按照下游用户用气优先级逐级关停外输泵,停止外输供气(以下简称“保供”),关停顺序为:先槽车,其次燃气电厂用户,最后工业用户,仅保供城镇用户用气。
e)请求现货液位(维持时长)参数,其太阳城集团取值范围一般为72小时~150小时。
请求现货液位参数=(储罐当前剩余罐容-低警戒液位参数对应罐容)/当前日平均小时用气量,该参数以小时为单位进行不间断的数据比对。请求现货液位参数用于实现动态现货请求功能。当储罐当前剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值,按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求现货液位参数时,系统发出一次动态现货请求。
f)请求站间转运液位参数,其太阳城集团取值范围一般为60小时~100小时。
请求转运液位参数=(储罐当前剩余罐容-低警戒液位参数对应罐容)/当前日平均小时用气量,该参数以小时为单位进行不间断的数据比对。请求转运液位参数用于实现动态站间转运请求功能。当储罐当前剩余罐容与低警戒液位参数对应罐容的差值,按照当前时刻下游用户用气速率所能维持的时长小于请求转运液位参数时,系统发出一次动态站间转运请求。
上述各种参数的数值范围也可以根据实际运行经验和需要选取其它值。
3)初始参数数据库21中的太阳城集团更新
本发明可以根据需要通过仿真系统平台2启动仿真模块22进行自动仿真推演,所 谓需要可以是一年,或更长、或更短太阳城集团;进行仿真推演之前,需要先进行初始参数数据库21的太阳城集团更新,更新内容包括:
①总调中心1通过对各接收站和中转站内的DCS,实时监测得到的每一座储罐的液位太阳城集团、总罐容太阳城集团和长期ADP执行太阳城集团,并将其输入初始参数数据库21对数据太阳城集团进行更新,其中,长期ADP的起始太阳城集团可以设定为最近一次运输船完成交付LNG的太阳城集团;
②各港口和航道的恶劣天气太阳城集团根据最新天气预报资料手动更新;
③各槽车液态外运和天然气外输用户的年、月、日、小时需求预测太阳城集团、近一年期的历史数据报表、当前签订的购气合同、下游用户最新提出的用气需求和以小时为单位的流量波动幅度等数据手动更新。
4)仿真系统平台2启动仿真模块22进行仿真推演
仿真模块22的仿真推演包括以下步骤(如图4~6所示):
①仿真模块22读入初始参数数据库21更新后的数据太阳城集团,给每一个元素赋值,扫描指定太阳城集团(通常是指未来三个月、一年或更长太阳城集团)内各接收站的长期ADP,如果该接收站长期ADP为空,则终止该接收站的仿真推演程序;如果该接收站有长期ADP,则进入下一步;
②仿真模块22根据储罐动态监控指标,分析除了长期ADP外,是否还启动了其它供货模式,并判断采取何种仿真推演模式进行相应的仿真推演:
A、如果接收站仅选择了长期供货点的ADP,则根据“接收站长期ADP模式”,确定长期供货点和相应的长期供货运输船,按照长期供货点、长期供货运输船和接收站的关系进行仿真推演,推演结果会给出长期ADP执行情况与预设长期ADP的偏差;
B、如果接收站还选择了现货供货,则进一步判断是预设现货ADP,还是动态现货:
如果是预设现货ADP,则按照“接收站预设现货ADP模式”,确定预设现货点太阳城集团和相应的运输船,按照预设现货点、运输船和接收站的关系进行仿真推演,推演结果会给出现货ADP执行情况与预设现货ADP的偏差;
如果是动态现货,则按照“接收站动态现货模式”,按照不确定来源的动态现货点、运输船和接收站的关系进行仿真推演,由于动态现货点是由系统根据接收站下游市场需求进行实时响应,因此动态现货模式中现货点为不确定来源,相应的运输船也是临时确定的。
C、如果接收站还选择了站间转运,则进一步判断是预设站间转运ADP,还是动态站间转运:
如果是预设站间转运ADP,则按照“接收站预设站间转运ADP模式”,确定发货接 收站和转运船太阳城集团,按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演,推演结果会给出站间转运ADP执行情况与预设站间转运ADP的偏差;
如果是动态站间转运,则按照“接收站动态站间转运模式”,首先启动LNG动态转运优选程序,确定发货接收站太阳城集团和相应的转运船太阳城集团,然后按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演。
D、对于中转站,如果接收站与中转站ADP为空,则不运行中转站相关仿真推演,如果中转站选择了与接收站的站间转运,则进一步判断是中转站预设站间转运ADP,还是中转站动态站间转运:
如果是中转站预设站间转运ADP,则按照“中转站预设站间转运ADP模式”,确定发货接收站和转运船太阳城集团,按照接收站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演,推演结果会给出站间转运ADP执行情况与预设站间转运ADP的偏差;
如果是中转站动态站间转运,则按照“中转站动态站间转运模式”,首先启动LNG动态转运优选程序,确定发货接收站太阳城集团和相应的转运船太阳城集团,然后按照中转站、转运船和发货接收站的关系进行仿真推演。
从上述LNG产业链综合预测调度关系的判断和仿真推演模式的描述可以看出:当接收站和中转站的数量为一个以上时,仿真推演模式可以包括七种,下面分别对各仿真推演模式的仿真推演过程予以说明:
一、接收站长期ADP模式的仿真推演过程:
a、在长期供货点内部,LNG物料按照从气田、天然气处理装置、天然气液化装置、储罐、装船设施至长期供货运输船满船的顺序流动;与此同步,长期供货运输船空船按照进入外港、内港泊位、连接装船设施的顺序进行活动。其中,天然气处理装置和天然气液化装置会考虑一定比例的损耗,在进入外港和内港泊位的作业中,会受到恶劣天气和潮汐条件等不确定性因素的影响,LNG装船速率会有一定的波动性。
b、在接收站内部,LNG物料按照从卸船设施、储罐、BOG(蒸发气)处理设施至LNG外输泵,再从LNG外输泵、LNG气化器、通过外输管道至工业用户、城镇用户和燃气电厂三类气态用户,以及从LNG外输泵至槽车液态外运的顺序流动。在流动过程中,根据储罐动态监控指标作相应处理,即在卸船设施与储罐之间判断是否“逼罐”,在储罐与LNG外输泵之间判断是否“保供”和是否“空罐”,处理结果包括:
如果运输船卸料时,储罐剩余罐容不足以存储整船的LNG物料,产生“逼罐”现象,则仿真结果中可以输出一“接收站逼罐明细”报表,记录接收站的ID编号、发生时刻、结束时刻、运输船的ID编号、船型等明细数据,同时还可以记录逼罐船数、平均逼罐时长和总逼罐时长,运输船须等待直至“逼罐”现象消除方能开始卸料;
如果储罐已经“空罐”(到达低警戒液位参数),则仿真结果中可以输出一“站点低液位预警”报表,记录发生低警戒液位报警接收站的ID编号、报警开始时刻、结束时刻等明细数据,LNG外输泵须关停直至“空罐”现象消除方能重新开启;
如果储罐已经到达“警戒罐容满足下游需求临界值参数”,需要启动不同等级的“保供”,则仿真结果中可以输出一“站点空罐时段记录”和“站点保民用关停报表”,记录报警太阳城集团及空罐太阳城集团等详细的运行数据。LNG外输泵须按照“分级关停控制速率”,的原则,控制LNG外输泵逐次关停与槽车、燃气电厂用户、工业用户、直至城镇用户之间连接的外输管道。
与此同步,运输船满船按照进入外港、内港泊位、连接卸船设施的操作顺序活动。其中,在运输船进入内港泊位后根据码头数量和功能判断是否同时作业:如仅一个码头则单艘运输船卸料;如两个码头则两艘运输船同时卸料。在进入外港和内港泊位的作业中,会受到恶劣天气和潮汐条件等不确定性元素,以及日间操作太阳城集团限制的影响。
日间操作太阳城集团限制是指运输船满船只能在日间规定太阳城集团内从外港进入内港泊位。在进港和靠泊作业的太阳城集团顺序中,产生恶劣天气的不确定性影响和日间限制的规则限制,仅在日间限制太阳城集团范围内,允许运输船进港靠泊。其中,接收站的槽车装车速率、运输船装卸船速率存在一定的波动性;接收站的外输泵、气化器外输设备可靠性存在不确定性。
c、接收站的下游用户的用气需求,以设定的太阳城集团间隔(比如30分钟)不断地发给接收站,由接收站的LNG气化器和LNG外输泵给予匹配的供应;其间如果接收站供应能力达不到,则按照供应设备的瓶颈能力或限定的LNG供给数量供应,即按照储罐动态监控指标中警戒罐容满足下游需求临界值中的描述执行。其中,下游用户用气的小时用气速率会存在一定的波动性。
d、执行长期ADP的运输船,在长期供货点至接收站的双向航道上来回往返。在抵达长期供货点和离开接收站时,长期供货运输船的状态为“空船”;在离开长期供货点和抵达接收站时,长期供货运输船的状态为“满船”。
二、接收站预设现货ADP模式的仿真推演
由于接收站预设现货ADP模式的仿真推演过程与接收站长期ADP模式的仿真推演过程完全相同,因此仅需要将长期供货点的太阳城集团和长期供货运输船的太阳城集团,替换为预设现货点的太阳城集团和预设现货运输船的太阳城集团,然后按照上述接收站长期ADP模式仿真推演过程中的步骤a~d进行仿真推演,即可得到接收站预设现货ADP模式的仿真推演结果。另外长期供货运输船和现货运输船是相同的运输船,参数设置也相同。
三、接收站动态现货模式的仿真推演过程:
a、根据长期ADP、预设现货ADP的执行情况和下游用户用气的实际需求,仿真模块22按照实时采集的储罐液位太阳城集团与储罐动态监控指标的对比结果,发出动态现货请求;动态现货请求的实现和满足,需要一定的过程和太阳城集团,由于系统在发出一次动态现货请求直至其满足的过程中,还会不断产生其它的动态现货请求,因此可以设定仿真模块22只有在一次动态现货请求得到满足后,才会根据最新情况启动新一轮的仿真推演,期间对于其它的动态现货请求不做任何响应。
b、动态现货发货点根据动态现货请求,只确定动态现货的交货量和交货太阳城集团,而动态现货发货点是不确定位置和航道、也不体现内部流程的;由于现实中动态现货点不定,相应的航道属性也难以设定,且因实际预留动态现货的准备周期多为2~3个月,因此,不再考虑动态现货点与接收站之间的特定航道问题。
c、执行动态现货运输任务的运输船在动态现货点与接收站之间来回往返;在抵达现货点和离开接收站时,现货运输船的状态为“空船”;在离开现货点和抵达接收站时,现货运输船的状态为“满船”。
四、接收站预设站间转运ADP模式的仿真推演过程:
a、输入预设站间转运的发货接收站、预设站间转运的收货接收站、转运船、运输航道、航道天气状况、接收站预设站间转运ADP太阳城集团;另外转运船与长期供货运输船是两种功能不同的船,有独立的参数设置和统计。
b、在预设站间转运的发货接收站内,LNG物料从发货接收站的储罐、装船设施、码头至转运船直至达到满船的顺序流动;与此同步,空载的转运船按照进入发货接收站的外港、内港泊位、码头、连接装船设施的操作顺序活动。
c、执行预设站间转运的转运船,在发货接收站至预设站间转运接收站的双向航道上往返,在到达预设站间转运接收站和离开发货接收站时,转运船的状态为满船;在离开预设站间转运接收站和到达发货接收站时,转运船的状态为空船。
五、接收站动态站间转运模式的仿真推演过程:
a、启动动态运转优选程序,选定作为动态站间请求接收站的发货接收站,及相应转运船、运输航道和航道天气状况的太阳城集团;
b、在选定的发货接收站内部,转运船空船按照进入外港、内港泊位、码头、连接装船设施的操作顺序活动,LNG物料按照从动态发货接收站储罐、装船设施至动态现货运输船满船的顺序流动,在动态站间转运请求接收站内部按照从卸船设施、储罐、外输泵、气化器、外输管道至工业用户、城镇用户、燃气电厂用户的三类气态用户及槽车液态外运的顺序流动。
c、执行动态站间转运的转运船,在发货接收站至动态站间转运请求接收站的双向 航道上往返,在到达动态站间转运请求接收站和离开发货接收站时,转运船的状态为满船;在离开动态站间转运请求接收站和到达发货接收站时,转运船的状态为空船。
d、根据各长期供货点的ADP仿真执行情况和下游用户用气的实际需求,各接收站根据实时采集的储罐液位太阳城集团与储罐动态监控指标对比结果,发出接收站的动态站间转运请求。动态站间转运请求的实现和满足,需要一定的过程和太阳城集团,由于系统在发出一次动态站间转运请求直至其满足的过程中,还会不断产生其它的动态站间转运请求,因此可以设定仿真模块22只有在一次动态站间转运请求得到满足后,才会根据最新情况启动新一轮的仿真推演,期间对于其它的动态站间转运请求不做任何响应。
六、中转站预设站间转运ADP模式的仿真推演过程:
a、输入预设站间转运的中转站、预设站间转运的发货接收站、转运船、运输航道和航道的天气状况、中转站预设站间转运ADP太阳城集团;
b、在预设站间转运的发货接收站内,转运船空船按照进入外港、内港泊位、连接装船设施的操作顺序活动,LNG物料按照从发货接收站储罐、装船设施至预设站间转运船满船的顺序流动,在预设站间转运中转站内部按照从卸船设施、储罐、槽车液态外运的顺序活动。
c、执行预设站间转运的转运船,在发货接收站至预设站间转运中转站的双向航道上往返,在到达预设站间转运中转站和离开发货接收站时,转运船的状态为满船;在离开预设站间转运中转站和到达发货接收站时,转运船的状态为空船。
七、中转站动态站间转运模式的仿真推演过程:
a、启动动态站间运转优选程序,选定作为动态站间请求中转站的发货接收站,以及相应的转运船,运输航道和航道天气状况的太阳城集团;
b、在选定的发货接收站内部,转运船空船按照进入外港、内港泊位、连接装船设施的操作顺序活动,LNG物料按照从动态站间转运发货接收站储罐、装船设施至转运船满船的顺序流动,在动态站间转运请求的中转站内部按照从卸船设施、储罐、槽车液态外运的顺序流动。
c、执行动态站间转运的转运船,在发货接收站至动态站间转运请求中转站的双向航道上往返,在到达动态站间转运请求中转站和离开发货接收站时,转运船的状态为满船;在离开动态站间转运请求中转站和到达发货接收站时,转运船的状态为空船。
d、根据各接收站对中转站的ADP仿真执行情况和下游用气的需求情况,及中转站根据实时采集的储罐液位太阳城集团与储罐动态监控指标对比结果,发出中转站的动态站间转运请求,动态站间转运请求的实现和满足,需要一定的过程和太阳城集团,由于中转站发出一次动态站间转运请求直至其满足的过程中,还会不断产生其它的动态站间转运请 求,因此可以设定仿真模块22只有在一次动态站间转运请求得到满足后,才会根据最新情况启动新一轮的仿真推演,期间对于其它的动态站间转运请求不做任何响应。
上述接收站动态站间转运模式和中转站动态站间转运模式的仿真推演过程中,提到的动态运转优选程序包括以下步骤(如图7所示):
ⅰ、对于提出动态站间转运请求的接收站或中转站,实时计算三个参数:储罐剩余容量减去低警戒液位对应下游的需求太阳城集团M,下一次预设长期ADP太阳城集团中运输船的到港太阳城集团N或中转站预设ADP太阳城集团中转运船的到港太阳城集团N,以及储罐请求转运液位对应的可维持时长L;
ⅱ、判断动态站间转运请求接收站或中转站以外的各接收站是否满足条件“M<N和M<=L”;如果不满足,则不会发生对动态站间转运请求接收站或中转站进行动态站间转运的活动;如果满足,则达到作为对动态站间转运请求接收站或中转站进行动态站间转运的充分必要条件,进行下一步;
ⅲ、使用转运船装料条件对可选发货接收站组内的各接收站进行筛选;选择发货接收站条件为该接收站满足储罐剩余容量减去低警戒液位的差大于转运船容量;
ⅳ、使用转运船装料条件对可选发货接收站组内的各接收站进行筛选;选择发货接收站条件为该接收站中满足储罐剩余容量减去低警戒液位的差大于转运船容量;
ⅴ、对可选转运船进行优选计算,分别以待筛选的各发货接收站至动态站间转运请求接收站或中转站的运输太阳城集团T1、T2、T3……,Tn<M为条件,筛选出小于M的运输太阳城集团及其分别对应的发货接收站,其中;下标1、2、3……n为发货各接收站的编号。
ⅵ、比较筛选后剩余的运输太阳城集团及其它们对应的发货接收站,按照LNG交付价格加航运费用最低的标准,优选确定可选的发货接收站;
ⅶ、如果上述步骤ⅵ)结束,仍有不少于两个发货接收站,则选择运输航程最短对应的发货接收站,此时剩下的发货接收站是唯一的,该发货接收站就是通过优选程序确定的、作为动态站间转运请求接收站或中转站的发货接收站。
在上述每一次启动仿真模块22进行自动仿真推演时,为了提高仿真推演的准确性,可以设定重复推演多次,比如50次,或更多、或更少次数,多次计算后给出均一化的平均结果。
在上述仿真推演过程中,本发明优选均匀随机分布函数模拟槽车装车速率、运输船和转运船装卸船速率,矩形随机分布函数模拟港口恶劣天气影响,正态随机分布函数模拟LNG外输泵和LNG气化器外输设备的可靠性,负指数随机分布函数模拟运输船和转运船到港太阳城集团延误和槽车灌装到达太阳城集团,负指数随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车的到达太阳城集团间隔,泊松随机分布函数模拟运输船、转运船和槽车在指定太阳城集团 内的到达数量,均匀随机分布函数模拟下游用户用气的小时用气速率波动性;同时还采用等待制的排队规则,先到先服务。上述各种函数的使用方法均是公开的,本发明仅是将其引入本发明各种仿真模式的推演过程中。另外在上述各步骤中也可以采用上述指定函数方法之外的其它方法进行模拟推演,在此不再赘述。
5)输出网络型LNG产业链综合分析与指标的仿真推演结果
仿真推演结束后,仿真系统平台2将仿真模块22得到的上述七种模式的仿真推演结果在指标和报表显示模块23中显示输出,仿真推演结果中包括:长期供货点、接收站和运输船之间的关系及相应太阳城集团;预设现货点、接收站和运输船之间的关系及相应太阳城集团;预设站间转运的接收站、发货接收站和转运船之间的关系及相应太阳城集团,动态站间转运的接收站、发货接收站和转运船之间的关系及相应太阳城集团,预设站间转运的中转站与发货接收站和转运船之间的关系及相应太阳城集团,动态站间转运的中转站、发货接收站和转运船之间的关系及相应太阳城集团,各接收站和中转站内的储罐高-低液位与逼罐-空罐报警的时空属性统计及费用统计报表,生成模拟运行太阳城集团内的网络型LNG产业链的供需关系和包括长期交付LNG、预设LNG现货、预设LNG转运、动态LNG现货及动态LNG转运的批次、太阳城集团窗口分布等。需要说明的是如果上述描述的各种仿真推演模式没有启动,则对应模式的仿真推演结果输出为空。
6)仿真系统平台2将仿真推演结果存入分析数据库24,并传输给贸易管理平台3;由贸易管理平台3生成未来三个月至一年太阳城集团内的网络型结构LNG产业链的供需预测和调度计划,并通过网络发送给各接收站和中转站的GMS终端,由各接收站和中转站的GMS生成本站的调度计划。
上述实施例中,可以在步骤5)与步骤6)之间可以增加一步骤,即对动态现货或动态站间转运的仿真推演结果进行验证,如果选择此步骤,则采用以下三种方法之一:
①对于动态现货模式的仿真推演结果
将步骤5)动态现货模式的仿真推演结果中的动态现货太阳城集团窗口,分布转化成现货ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库21的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;
如果仿真推演结果中不再产生动态现货指标,则可以确认步骤5)的动态现货模式的仿真推演结果正确,进入步骤6);
否则返回步骤2),调整初始参数数据库21太阳城集团(主要是检查一下是否有输入性错误或进行一些有关功能性的修改,比如动态现货用运输船的船容等)后,启动仿真模块22进行新一轮的仿真推演。
②对于动态站间转运模式的仿真推演结果
将步骤5)动态站间转运模式仿真推演结果中的动态站间转运太阳城集团窗口,分布转化成站间转运ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库21的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;
如果仿真推演结果中不再产生动态站间转运指标,则说明步骤5)的动态站间转运模式的仿真推演结果正确,进入步骤6);否则返回步骤2),调整初始参数数据库太阳城集团(主要是检查一下是否有输入性错误或进行一些有关功能性的修改,比如站间动态转运用转运船的船容等)后,启动仿真模块22进行新一轮的仿真推演。
③对于既有动态现货模式又有动态站间转运模式的仿真推演结果
将步骤5)动态现货模式的仿真推演结果中的动态现货太阳城集团窗口和动态站间转运模式仿真推演结果中的动态站间转运太阳城集团窗口,全部分布转化成接收站ADP,按照太阳城集团分布插入原有的长期ADP,并据此更新初始参数数据库21的太阳城集团,然后进行以验证为目的的仿真推演;
如果仿真推演结果中既不再产生动态现货指标,也不再产生动态站间转运指标,则说明步骤5)的仿真推演结果正确,进入步骤6);否则返回步骤2),调整初始参数数据库太阳城集团(主要是检查一下是否有输入性错误或进行一些有关功能性的修改,比如站间动态转运用转运船的船容等)后,启动仿真模块22进行新一轮的仿真推演。
上述分析数据库24中包含对每次仿真推演结果、特别是确认后的初始参数列表和对应的长期供货点、现货点、接收站、中转站、运输船和转运船的联运联供指标,用于人工回顾和历史数据统计分析,形成人工分析经验。
上述各实施例仅用于说明本发明,其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。

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