【摘要】：天然氣長輸管道屬于大時滯、非線性系統(tǒng),其運行控制異常復雜。PID控制是目前輸氣管道自動控制的基礎(chǔ)和核心,對于輸氣管道有重要意義,為了充分應用現(xiàn)有PID控制器,對天然氣管道采用副回路為PID控制器的串級控制,尋找并維持管道的最優(yōu)工況。簡單管道作為長輸管道的一部分,其實時在線控制研究也非常重要。本文對簡單管道采用主回路為輸出反饋二次型控制器、副回路為PID控制器的串級控制,并用遺傳算法優(yōu)化二次型調(diào)節(jié)器加權(quán)矩陣,求解得到反饋增益系數(shù)構(gòu)成簡單管道的閉合回路。得到了壓縮機的調(diào)節(jié)規(guī)律,實現(xiàn)管道實時在線控制。借鑒大系統(tǒng)控制器的設計方法,建立天然氣管道非線性互聯(lián)的分布式控制系統(tǒng)模型。把系統(tǒng)拆分成多個子管段,子管段的連接設備壓縮機的非理想特性用扇區(qū)約束描述。對得到的模型應用LMI工具箱進行求解,得到系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析結(jié)果和分布式控制器設計結(jié)果,為確定天然氣長輸管道實時在線控制方案奠定了理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

upervisory Control and Data Acquisition，監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）系統(tǒng)智能化術(shù)的研究上投入了大量資金。雖然輸氣計劃優(yōu)化軟件已經(jīng)在美國和歐洲到成功應用[2][3]，較好地節(jié)約了管道運營的燃料和功率消耗，但仍無法平穩(wěn)、高效控制的問題。我國上世紀 90 年代后新建的管道 SCADA 系統(tǒng)與管道同時投產(chǎn)[4]。ADA 系統(tǒng)可實時獲取管道沿線壓力、溫度、密度和流量等狀態(tài)，包括壓縮的狀態(tài)也可精確獲得，并且能夠遠程直接控制設備的執(zhí)行。SCADA 系統(tǒng)運行的核心，通過制定與下達調(diào)控指令實現(xiàn)對輸氣管道全線的控制。調(diào)過不斷驗證和修正控制參數(shù)，最終制訂出安全可行的運行方案和操作策 1.1 所示。這種依靠操作人員工作經(jīng)驗的半自動化方法在管道技術(shù)的應用善，其在管道系統(tǒng)運行中利用率較低。天然氣管道市場是千變?nèi)f化的，適時的調(diào)整管道控制指令，從而改變管道工況，實現(xiàn)天然氣管道安全、穩(wěn)的運行。因此，急需補充優(yōu)化 SCADA 控制系統(tǒng)控制策略的軟件，輔助制操作決策，確定管道系統(tǒng)最佳工況。

第2 章 天然氣管道系統(tǒng)狀態(tài)空間模型方程組（2.10）很難求得時域解析解，因此采用泰勒展開得到簡化的傳遞函數(shù)，，取不同的近似可以得到不同的結(jié)果，對一長度是 35km 的剛性等直徑天然氣管道，直徑為 800mm，穩(wěn)態(tài)進口壓力和流量分別是 5.5MPa、100m3/s，采用 Bode 分析不同的近似結(jié)果。
【學位授予單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE973

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本文編號：2683060