论文部分内容阅读
随着我国能源结构的大力调整,加上国务院关于加快天然气发展的政策的推行,我国城镇燃气管网得到了快速的发展。城镇燃气管网是城市的生命线,其管道具有较高的压力,管网管道多位于人口稠密地区。城镇燃气管网管道失效会对城镇居民以及企业造成巨大的经济损失和生命威胁。因此,国内外学者对于城镇燃气管网的安全都极为关注。本文针对城镇燃气管网的安全评价方法进行深入分析,结合可靠性理论和结构鲁棒性理论构建了城镇燃气管网鲁棒性评价模型。主要技术路线如下:首先针对城镇燃气管网采用图论的方法建立其拓扑结构,采用深度优先的遍历法的寻找该管网的最小路集,利用改进的不交化最小路集计算方法计算城镇燃气管网的连通可靠度,然后利用连通可靠度求解各管段的连通重要度;其次,根据实际搜集的数据建立满足实际情况的TGNET管网水力模型,并利用管段故障的思想求解管网的实际需求供气量和管网实际供应供气量,从而求解出管网中各管段的供气重要度,利用连通重要度和供气重要度求解出管段的综合重要度;然后,根据结构鲁棒性的概念和公式,提出以管段综合重要度作为反映管网中个体性质的指标,以管网的网络全局效率作为反映管网整体性质的指标,从而构建出基于网络全局效率和管段综合重要度的城镇燃气管网的鲁棒性计算公式,并进行了验证;最后,利用MATLAB软件编程,并以某城镇燃气管网为例,进行可靠度、管段重要度、鲁棒性计算和分析,并提出相应的城镇燃气管网安全管理建议。根据对某城镇燃气管网连通可靠度、管段连通重要度计算和分析,得到如下结论:无论是在正常工况还是非正常工况下,城镇燃气管网各节点到气源点的可靠度基本呈现随距离增加可靠度减少的趋势;非正常工况下,管道破坏对于临近的节点可靠度影响更大。并且,遭到破坏的管道距离气源点越近,对城镇燃气管网各节点可靠度影响越大,对管网整体连通可靠性影响也越大;不论破坏管道距离气源点的远近,其余节点距离该管段越远受到的影响程度越小;枝状管网的重要度要高于环状管网,因此其自我调节能力较弱。根据构建的鲁棒性模型分析某城镇燃气管网,得到相关结论:该城镇燃气管网的鲁棒性数值整体呈现随着破坏管道距离气源点增加而增加的趋势,这和城镇燃气管网可靠性分析结果一致,表明该鲁棒性模型的合理性;城镇燃气管网鲁棒度取为管网鲁棒性数值计算过程中的最小值,鲁棒度可以用于燃气管网设计阶段的管网对比,以选取更安全可靠的管网设计;在城镇燃气管网某一环状管网中,如果某一管道的破坏与否会影响到后面连接的用户节点与气源点的连通路径长度,则该管道破坏时整体管网的鲁棒性数值较低。并利用鲁棒性相反的概念脆弱性对构建的鲁棒性模型进行验证,根据两种数据呈相反趋势,证明该模型的正确性。