[01440030]面向油气集输的新一代智能优化管控集成平台

石油和天然气是国家的经济命脉,截止到2013年,国内已经形成了655条油气长输管线,总里程达到10.2万千米。其中,现役的油气管道约有60%服役时间超过20年,油气管网设备老化、管理粗放。数据显示,自1995年,全国共发生各类管道安全事故1000多起,通过对事故的研判分析,发现存在信息匮乏、频繁误报警、能耗管理水平低、各站场间协同关系复杂等问题,这些问题增加了油气集输运行的安全隐患,导致行业内的安全事故偶有发生,给国家造成严重的财产损失,同时影响企业经营成本,降低企业竞争力,严重制约了油气集输企业对安全、环保、节能和优化管理等信息化水平的建设。 面向油气集输的新一代智能优化管控集成平台是通过各站场智能报警管理、故障诊断、能效分析与多站场协同优化等技术手段,保证大规模远距离油气集输计划和调度任务的严格精细化零事故实现,即按照上游复杂的油气生产状况和下游多变的炼厂负荷需求形成安全、高效、无缝透明的混杂“罐-泵-管”集输网路,被业内人士认为是保障能源安全、支撑数字化油田建设、实现油气资源价值链最大化的关键核心技术之一,是一个国家油气集输生产和服务技术水平的重要标志。目前国内外的技术水平仅限于单站场局部监控或整条集输管线信息的集中显示和人工管理,尚无一套完整专业化的管控平台,该平台的研制成功标志着这一领域信息化应用技术的重大突破,填补了国内外在该领域的空白。 该平台涉及自动化技术应用、计算机网络、数据处理、控制论、人工智能等多门学科,集信息测量、数据采集、网络通信、数据监控、数据分析、信息决策等技术于一体的软、硬件系统,覆盖油气集输全流程,研制难度大,在国内外无可参考应用的条件下,该平台创新性地集成多项关键技术,有效提升了油气集输安全、高效生产和精细化管理水平。经专家评审鉴定认为,“该平台运行平稳、通用性强、安全可靠,显著的提升了油气集输效率,降低了事故风险,创造了较好的经济效益和社会效益”、“成果总体技术达到国际先进水平”。相关核心技术已申请3项发明专利,3项软件著作权已获授权,主要包括： 1 集成创新 该平台为国内外首次创新地将单站场智能报警、故障诊断、能效分析及多站场协同优化等技术集成于一体的油气集输管控平台,经查新,在国内外未见报道,具有首创性。 2 技术创新 基于油气集输的工艺特点,结合大量工程实践经验,提出了： （1）智能报警管理IAM 基于传递熵的报警泛滥分析技术和SDG-HAZOP模型与专家系统相结合的报警决策实时支持技术,解决油气集输报警中冗余报警、抖动报警、警涌、关联报警及报警决策等问题,经查新,在国内外未见报道,具有首创性,已获软件著作权1项（2014SR174237）。 （2）故障诊断管理FDDM集成故障检测、故障评价、故障决策功能于一体,采用主元分析及柔性匹配算法,对油气集输站场加热炉、压缩机、输油泵的故障进行检测、分离、评价与决策,减少设备维护费用,变事故处理“被动”为“主动”。已申请专利1项（201510155337.4）,获软件著作权1项（2014SR174374）。 （3）能效分析ECA采用FDEA分析方法对油气集输站场主要流程和设备进行能耗量化、用能状况分析、能量流向分析及能耗分布分析,并指导能量的有效分配利用。经查新,在国内外未见报道,具有独创性。已申请专利1项（201510189563.4）,获软件著作权1项（2014SR173779）。 （4）多站场协同优化MCO通过构建集输过程的热力和水力模型,以最小化集输过程的生产运行能耗费用为目标,采用序列二次规划算法,实现各站场运行参数的优化;通过建立集输过程的自动对标、异常报警、统计分析、数据共享、事故追忆、历史查询等功能,实现集输过程的调度优化。已申请发明专利1项（CN104361454A）。 其独有技术与该领域国内国外主流产品相比,在综合性能和工程适用性等方面具有显著优势,开创了在油气集输领域应用的先河。 2011年以来,本成果已在国内数条油气集输管线上成功应用,累计长度2100余公里。近3年（2012年至2014年）新增直接经济效益1.13亿元（其中,销售新增利润3650万元,节支总额7650万元）。实践表明,其在提高油气集输企业安全生产、降低油气事故对环境的污染、提高精细化管理水平、降低运营成本及维护费用等方面具有重大社会效益与经济效益。今后,相信该成果对数字化油田建设具有重大的推动作用,特别是在我国油气工业国际化战略的实施背景下,该成果具有广阔的市场应用与推广前景。