采用數(shù)字孿生和人工智能理念，以及區(qū)塊鏈技術(shù)和云計算技術(shù)，對中石油在天然氣產(chǎn)業(yè)鏈上中下游、國內(nèi)國外、中石油內(nèi)部不同單位部門之間的所有生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、市場價格信息、效益指標信息、安全節(jié)能要求等進行數(shù)據(jù)的采集、歸類、計算、分析、預測、追蹤、優(yōu)化，最終根據(jù)多目標優(yōu)化函數(shù)得出最佳的最能兼顧上中下游的一個平衡的產(chǎn)、運、銷、儲、貿(mào)的智能化方案。通過采集SCADA系統(tǒng)、在線仿真系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)，連續(xù)監(jiān)測長輸管網(wǎng)壓力、接氣流量、輸氣流量和氣量資源計劃等數(shù)據(jù)，動態(tài)感知管網(wǎng)輸氣情況，并結(jié)合管網(wǎng)實時運行工況，與在線仿真系統(tǒng)測算數(shù)據(jù)進行比對，全面分析管網(wǎng)氣源和用戶輸氣運行動態(tài)，并對輸供氣方案出現(xiàn)的偏差情況進行預警。
管網(wǎng)資源智能調(diào)度分配系統(tǒng)
管網(wǎng)資源智能調(diào)度分配系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析、云計算技術(shù)和語音識別技術(shù)，實現(xiàn)了對燃氣系統(tǒng)的智能化管理和優(yōu)化。運行方案庫既可以自動推薦不同目標下最合適的方案，也支持人工比選，從運行方案庫中調(diào)取方案后會再次代入模型進行計算，計算結(jié)果無誤，即可應用到實際管網(wǎng)中。最大程度將歷史經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，從整體集中天然氣管網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計、監(jiān)管、運行、銷售的各個環(huán)節(jié)優(yōu)化建設(shè)管理手段，發(fā)展相關(guān)技術(shù)體系，實現(xiàn)新質(zhì)力目標。
面對以上環(huán)節(jié)實現(xiàn)整體數(shù)智化管理，進行智慧化建設(shè)，那么“天然氣智能化”建設(shè)方案不僅僅局限于業(yè)務聯(lián)通、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘、多樣性展示，其核心思想和理念是基于自主研發(fā)的天然氣管網(wǎng)動態(tài)仿真計算引擎，從本質(zhì)上為天然氣管理系統(tǒng) “賦智”提供整體解決方案。
基于仿真技術(shù)進行資源分配系統(tǒng)建設(shè)，不僅僅是對仿真技術(shù)和功能的應用，更是一次從本質(zhì)上的系統(tǒng)重構(gòu)，將從多個層次開展相關(guān)工作。依托數(shù)據(jù)中臺引接SCADA、在線仿真、智能調(diào)度、CRM等系統(tǒng)數(shù)據(jù)深度融合，將生產(chǎn)類數(shù)據(jù)和管網(wǎng)資源調(diào)度分配系統(tǒng)有機結(jié)合，實時監(jiān)控長輸管網(wǎng)輸氣的動態(tài)和各氣源資源量執(zhí)行情況，調(diào)用在線仿真測算數(shù)據(jù)，根據(jù)各管道未來壓力運行工況，統(tǒng)籌分析管網(wǎng)氣量資源配置合理性，內(nèi)置資源優(yōu)化調(diào)配模塊，關(guān)聯(lián)在線仿真系統(tǒng)進行自動測算，形成管網(wǎng)氣量資源配置概貌圖，能夠?qū)崟r瀏覽未來24小時管網(wǎng)流量、壓力、管存等變化趨勢。系統(tǒng)設(shè)置報警提醒模塊，根據(jù)分析結(jié)果提前24小時輸出報警，以達到提前介入優(yōu)化氣源調(diào)配的目的，全面應用和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。
天然氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)智能校核
數(shù)據(jù)是所有應用的基礎(chǔ)，是體現(xiàn)系統(tǒng)價值的核心資源，數(shù)據(jù)的準確性、標準型、安全性管理成為了系統(tǒng)的重要且必要的組成部分，天然氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)智能校核系統(tǒng)應運而生。
天然氣管網(wǎng)的原始拓撲數(shù)據(jù)和儀表計量數(shù)據(jù)，在實際應用過程中，會出現(xiàn)信息偏差、標準化程度弱、計量出現(xiàn)誤差或異常等情況，且目前沒有通用的校驗標準，利用管網(wǎng)模擬仿真計算能解決天然氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)的檢驗和校核，這是一個全新的解決方案，利用智慧化手段解決大規(guī)模數(shù)據(jù)的治理，配合人工現(xiàn)場核查，替代依賴經(jīng)驗檢查規(guī)?；瘮?shù)據(jù)的傳統(tǒng)手段，可保證數(shù)據(jù)檢驗治理工作的標準性、高效性、統(tǒng)一性。
天然氣管網(wǎng)一直以來都是城市建設(shè)和管理的重點之一。管網(wǎng)拓撲信息描述了管網(wǎng)的物理特征和靜態(tài)結(jié)構(gòu)，天然氣管網(wǎng)上分布的計量點監(jiān)測數(shù)據(jù)體現(xiàn)了管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點的運行狀態(tài)，但靜態(tài)信息和關(guān)鍵點數(shù)據(jù)無法完整的呈現(xiàn)天然氣管網(wǎng)的全貌，無法揭示管道內(nèi)未知空間的沿程工況，使監(jiān)管工作受到了極大的約束和限制。
模擬仿真技術(shù)的應用將為天然氣管網(wǎng)賦智，通過仿真計算，為全網(wǎng)沿程進行實時的全網(wǎng)影像掃描和體檢，可以獲得天然氣通過全網(wǎng)每一個管段，每一個節(jié)點時的運行狀態(tài)和實時數(shù)據(jù)，包括壓力、流量、溫度、流速、比摩阻等等，甚至可以描繪和預測天然氣在管道內(nèi)的流動方向，讓天然氣管網(wǎng)真正的擁有了生命，同時也讓管理者真正的掌控全域網(wǎng)絡狀態(tài)。
天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)安全預警
安全無小事，在所有天然氣管網(wǎng)的監(jiān)管工作中，安全運行首當其沖?，F(xiàn)有的信息化和數(shù)字化水平給管理帶來了很大的局限性，安全工作的開展不得不依靠人工、歷史經(jīng)驗和有限的數(shù)據(jù)分析能力。隨著天然氣管網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，復雜程度的不斷提高，傳統(tǒng)的工作方法和方式越來越顯得力不從心。
天然氣管道內(nèi)原本未知的運行狀態(tài)，通過模擬仿真技術(shù)的應用實現(xiàn)了完整的呈現(xiàn)，在全新的技術(shù)方向上，為安全管理手段和能力進行全面升級。更因模擬仿真技術(shù)和大數(shù)據(jù)、人工智能算法的有機結(jié)合，天然氣領(lǐng)域內(nèi)的行業(yè)痛點、攻堅難題將被逐一攻破。
這樣就可以做到全天然氣產(chǎn)業(yè)鏈上中下游的穩(wěn)態(tài)與動態(tài)模擬仿真計算，掌握最新的生產(chǎn)運行動態(tài)數(shù)據(jù)，同時參考天氣氣候變化和節(jié)假日對天然氣消費量的影響對未來用氣情況進行消費預測和條件預測，以天然氣管道輸送的管存目標、LNG接收站儲罐的罐存目標、地下儲氣庫的庫存目標等進行能耗計算綜合節(jié)能優(yōu)化，做好資源最大化利用與分配。尤其是四大天然氣進口大通道與沿海LNG接收站碼頭、國家管網(wǎng)、各省天然氣管道的物流優(yōu)化也需要考慮。
天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈模擬仿真系統(tǒng)
首先是天然氣管網(wǎng)數(shù)字化管理，建立智能化管理體系，把天然氣管網(wǎng)的調(diào)峰要求與管道壓力進行優(yōu)化匹配和預測，通過云計算進行管網(wǎng)流量和壓力監(jiān)控，結(jié)合調(diào)峰管存、罐存和庫存等資源變量，對不同氣源進行智能調(diào)配，顯示各氣源的氣質(zhì)組分和氣源占比情況。比如進口中亞氣、進口俄羅斯氣、進口緬甸氣，國內(nèi)各中石油氣田產(chǎn)氣，各LNG接收站碼頭進口氣，地下儲氣庫的氣，中石油在國內(nèi)外部采購的比如跟中石化、中海油的氣源串換等等，以智能化的算法計算不同氣源氣量、進氣、出氣、注入采出氣時間，以天然氣銷售和結(jié)算價格最優(yōu)、天然氣組分最優(yōu)（俄氣有時候超標）、氣量最優(yōu)、熱值利用最優(yōu)（未來國家推廣熱值計量的時候），優(yōu)化氣源組合和批發(fā)與零售市場銷售組合，實現(xiàn)在保證安全、節(jié)能的情況下運行效益最優(yōu)、管網(wǎng)資源優(yōu)化配置和未來實時運行狀態(tài)可控。
以管道天然氣管存、地下儲氣庫庫存、LNG接收站儲罐罐存結(jié)合安全生產(chǎn)運行的壓力要求和最低生產(chǎn)運行功耗、能耗、損耗要求，把多種工作狀態(tài)進行合理優(yōu)化，設(shè)置不同的邊界條件，結(jié)合實時數(shù)據(jù)和仿真模擬數(shù)據(jù)，通過計算機人工智能的模擬仿真計算來發(fā)現(xiàn)、分析、預測產(chǎn)、運、銷、儲、貿(mào)各個環(huán)節(jié)的問題并合理優(yōu)化平衡的解決。
對于天然氣市場營銷而言也可以納入軟件模擬仿真計算，比如結(jié)合批發(fā)與零售天然氣終端用戶的歷史用氣情況、假期管理（放假用氣量降低）、意外事件（比如中亞斷供、海浪臺風影響LNG接收站進港、重大安全生產(chǎn)事故等）、實時溫度、歷史氣候狀況、管存和庫存以及罐存變化，進行實時計算、監(jiān)控、分析、優(yōu)化來數(shù)據(jù)分析和條件預測，制定進銷計劃和調(diào)整方案，滿足上下游需求，提高資源利用率和公司經(jīng)濟效益。
在產(chǎn)運銷儲貿(mào)方案分配不能滿足各方需求時，智能仿真軟件會做出超限報警并提出解決方案，與市場營銷部的天然氣銷售系統(tǒng)和生產(chǎn)運行部的調(diào)度運行CRM系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)相互結(jié)合，實時計算日指定變化后全網(wǎng)和局部區(qū)域天然氣管網(wǎng)的壓力、流量、經(jīng)濟效益、節(jié)能環(huán)保、安全生產(chǎn)變化情況，分析進氣計劃和下游用戶需求，利用智能算法進行人工智能計算，輸出最優(yōu)化的解決方案以供實時決策。
在保供生產(chǎn)運行應急管理方面，智能仿真系統(tǒng)通過云平臺計算，以目標管存、運行壓力、最低能耗為目標對生產(chǎn)資源優(yōu)化分配,發(fā)現(xiàn)和分析產(chǎn)運銷儲貿(mào)方案中的瓶頸問題,提前化解資源不足和分配不合理的風險。
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