一種天然氣供應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于燃氣技術(shù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種天然氣供應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然氣供應(yīng)中，天然氣壓力與流量歷史數(shù)據(jù)是生產(chǎn)調(diào)度、運行安全最重要的參數(shù)， 該兩種類型數(shù)據(jù)，有可能在采集、傳輸、存儲過程中會出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，給生產(chǎn)安全和運營帶 來隱患。
[0003] 天然氣的壓力和流量數(shù)據(jù)采集是儲存在站控系統(tǒng)上位機（HMI)或是SCADA系統(tǒng)數(shù) 據(jù)庫中，由于上位機軟件和SCADA系統(tǒng)軟件均采用的是實時存儲數(shù)據(jù)庫，不具備對數(shù)據(jù)的 異常進行分析和處理，因此，其歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)也往往有很多異?；虿铄e的數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種天然氣供應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種天然氣供應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法，該數(shù)據(jù)包括壓力和流量數(shù) 據(jù)，通過化C/RTU系統(tǒng)從現(xiàn)場儀表采集，站控系統(tǒng)上位機HMI和/或SCADA系統(tǒng)通過與化C/ RTU通訊后進行顯示，并儲存在各自數(shù)據(jù)庫中，在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中對所述數(shù)據(jù)進行篩查、 分析與計算，具體步驟包括原始數(shù)據(jù)的獲取、甄別并剔除數(shù)據(jù)庫中無效數(shù)據(jù)、判斷并剔除出 基本的異常數(shù)據(jù)，
[0006] 所述的原始數(shù)據(jù)的獲取，包括；
[0007] 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器從上位機HMI和/或SCADA系統(tǒng)中獲取其保存的歷年原始數(shù)據(jù)；
[0008] 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器通過導(dǎo)入組件，將包括TXT、EXCEL、Acess、MyS化、S化和Orcale 格式的SCADA數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)平臺之中；
[0009] 所述的甄別并剔除數(shù)據(jù)庫中無效數(shù)據(jù)，包括；
[0010] 上位機和/或SCADA系統(tǒng)中對存儲的無效數(shù)據(jù)進行標示，通過該標示將該部分無 效數(shù)據(jù)剔除；
[0011] 所述的判斷并剔除出基本的異常數(shù)據(jù)，包括：
[0012] 1)根據(jù)燃氣場站運行工藝參數(shù)進行甄別，剔除明顯與工藝運行參數(shù)不符的數(shù)據(jù)；
[0013] 1.針對壓力數(shù)據(jù)，通過與工藝場站設(shè)計的最大壓力進行比較，如果系統(tǒng)得到的壓 力數(shù)據(jù)大于該最大壓力，則認為該段時間內(nèi)數(shù)據(jù)異常，進行剔除；
[0014] 2.針對流量數(shù)據(jù)，通過與工藝場站設(shè)計的最大流量進行比較，如果系統(tǒng)得到的流 量數(shù)據(jù)大于該最大流量，則認為該段時間內(nèi)數(shù)據(jù)異常，進行剔除；
[0015] 3.通過壓力、流量數(shù)據(jù)比較的自定義公式，根據(jù)工藝運行情況，自行進行設(shè)定和剔 除；
[0016] 2)對明顯的數(shù)據(jù)波動進行判斷，對不符合天然氣工藝運行的數(shù)據(jù)進行篩選，由人 工進行判斷是否剔除；
[0017] 1.針對壓力數(shù)據(jù)，進行壓力變化率的計算，計算公式如下：
[001 引
[0019] 其中，V為壓力變化速率，Pi為t時間前的壓力值，P2為t時間后的壓力值；
[0020] 2.針對流量數(shù)據(jù)，進行流量變化率的計算，計算公式與原理與壓力變化率一致；
[0021] 3)在壓力/流量不變化情況，判斷數(shù)據(jù)庫采集是否正常，如不正常，應(yīng)篩選出相應(yīng) 時間段數(shù)據(jù)，并W燃氣場站工藝參數(shù)中溫度為參考，剔除無用的壓力/流量數(shù)據(jù)；
[0022] 1.判斷壓力與流量保持不變的情況，若在一設(shè)定時間段內(nèi)不變化，則判斷數(shù)據(jù)采 集可能異常，對該時間段數(shù)據(jù)進行篩選；
[0023] 2.W該段時間內(nèi)場站工藝參數(shù)中的溫度做參考，如果溫度有變化，則認為數(shù)據(jù)采 集正常，壓力/流量數(shù)據(jù)正常，如果溫度無變化，則認為數(shù)據(jù)采集異常，直接剔除該段時間 內(nèi)的壓力/流量值；
[0024] 4)W燃氣場站工藝參數(shù)中的通信中斷信號為參考，剔除通信中斷信號后與正常前 的壓力/流量數(shù)據(jù)。
[002引 RTU是REMOTETERMINALUNIT的簡稱，即遠方數(shù)據(jù)終端，用于監(jiān)視、控制與數(shù)據(jù)采 集的應(yīng)用。具有遙測、遙信、遙調(diào)、遙控功能。
[0026] 歷I是HumanMachineInterface的縮寫，"人機接口"，也叫人機界面。人機界面 (又稱用戶界面或使用者界面）是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信 息的內(nèi)部形式與人類可W接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機 界面。
[0027] PLC是指可編程邏靖控制器，它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序， 執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式 輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。
[002引本發(fā)明針對天然氣行業(yè)關(guān)注的壓力和流量該兩種類型數(shù)據(jù)，有可能在采集、傳輸、 存儲過程中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的情況，通過一定的方法對其歷史數(shù)據(jù)進行篩查、分析、計算，得 出較為真實準確的數(shù)據(jù)。通過上述的處理后得出較為真實、準確的壓力、流量歷史數(shù)據(jù)，可 正確反映現(xiàn)場工藝設(shè)備的運行狀況；為后續(xù)的調(diào)壓調(diào)流系統(tǒng)的仿形曲線提供強大的數(shù)據(jù)基 礎(chǔ)。最終能夠提供給客戶指導(dǎo)其進行生產(chǎn)優(yōu)化的仿形曲線；該仿形曲線可指導(dǎo)天然氣調(diào)壓 調(diào)流系統(tǒng)按照該曲線進行調(diào)節(jié)，為燃氣供應(yīng)商提供一種安全的、先進的、高效的自動調(diào)峰技 術(shù)，有效協(xié)調(diào)天然氣公司上、下游管網(wǎng)的供需狀況，實現(xiàn)有計劃、有預(yù)判、經(jīng)濟優(yōu)化的天然氣 供應(yīng)保障。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成框圖。
【具體實施方式】
[0030] 在燃氣行業(yè)，壓力、流量的數(shù)據(jù)主要是通過化C/RTU系統(tǒng)從現(xiàn)場儀表采集，站控系 統(tǒng)上位機0MI)或SCADA系統(tǒng)通過與化C/RTU通訊后進行顯示，并儲存在各自數(shù)據(jù)庫中。由 于上位機（HMI)和SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲采用實時存儲，一旦有異常情況，存儲在數(shù)據(jù)庫中的 數(shù)據(jù)就會存在一定的差錯，因此當(dāng)需要調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)進行研究和使用時，如果 不將差錯的數(shù)據(jù)進行處理，研究和使用效果將大大折扣；
[0031] 一般來講，數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)存在差錯的原因有如下幾點：
[003引 1.壓力、流量儀表出現(xiàn)故障，傳遞錯誤信號；
[0033] 2.化C/RTU控制器出現(xiàn)故障，傳遞錯誤信號；
[0034] 3.壓力與流量數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溌烦霈F(xiàn)故障，數(shù)據(jù)未存儲或儲存保持不變；
[0035] 4.上位機（HMI)系統(tǒng)或是SCADA系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)無法存入數(shù)據(jù)庫中。
[0036] 針對該些差錯，通過數(shù)據(jù)處理服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)進行篩查、分析和計算， 從而得到較為準確可靠的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源流向指示圖見附圖1。
[0037] 為保證數(shù)據(jù)的準確性，需要在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中采用一定的算法對壓力、流量數(shù) 據(jù)進行篩查、分析與計算：
[003引 1.原始數(shù)據(jù)的獲取；
[0039] 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器需要從上位機（HMI)、SCADA系統(tǒng)中獲取其保存的歷年原始數(shù)據(jù)。 該數(shù)據(jù)處理服務(wù)器通過其導(dǎo)入組件，將不同類型的SCADA數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)平臺之中， 目前支持1《1\6《〔6^4〇633、17 59^59^〇1^316等多種格式，基本覆蓋了各種類型的燃氣 SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。
[0040] 2.甄別并剔除數(shù)據(jù)庫中無效數(shù)據(jù)；
[0041] 部分上位機和SCADA系統(tǒng)中對存儲的無效數(shù)據(jù)有標示（例如；西口子SCADA軟件 WINCC在無效數(shù)據(jù)后面有"i."標示），因此通過該標示可將該部分無效數(shù)據(jù)剔除；
[0042] 3.判斷并剔除出基本的異常數(shù)據(jù)：
[0043] 1)根據(jù)燃氣場站運行工藝參數(shù)進行甄別，剔除明顯與工藝運行參數(shù)不符的數(shù)據(jù)；
[0044] a.針對壓力數(shù)據(jù)，通過與工藝場站設(shè)計的最大壓力進行比較，如果系統(tǒng)得到的壓 力數(shù)據(jù)大于該最大壓力，則認為該段時間內(nèi)數(shù)據(jù)異常，進行剔除；
[0045] b.針對流量數(shù)據(jù)，通過與工藝場站設(shè)計的最大流量進行比較，如果系統(tǒng)得到的流 量數(shù)據(jù)大于該最大流量，則認為該段時間內(nèi)數(shù)據(jù)異常，進行剔除；
[0046] C.通過壓力、流量數(shù)據(jù)比較的自定義公式，根據(jù)工藝運行情況，自行進行設(shè)定和剔 除。
[0047] 2)對明顯的數(shù)據(jù)波動進行判斷，對不符合天然氣工藝運行的數(shù)據(jù)進行篩選，由人 工進行判斷是否剔除；
[0048] a.針對壓力數(shù)據(jù)，進行壓力變化率的計算，計算公式如下：
[0049]
【主權(quán)項】
1. 一種天然氣供應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法，該數(shù)據(jù)包括壓力和流量數(shù)據(jù)，通過PLC/RTU系統(tǒng)從 現(xiàn)場儀表采集，站控系統(tǒng)上位機HMI和/或SCADA系統(tǒng)通過與PLC/RTU通訊后進行顯示， 并儲存在各自數(shù)據(jù)庫中，其特征在于，在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中對所述數(shù)據(jù)進行篩查、分析與計 算，具體步驟包括原始數(shù)據(jù)的獲取、甄別并剔除數(shù)據(jù)庫中無效數(shù)據(jù)、判斷并剔除出基本的異 常數(shù)據(jù)， 所述的原始數(shù)據(jù)的獲取，包括； 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器從上位機HMI和/或SCADA系統(tǒng)中獲取其保存的歷年原始數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)處理服務(wù)器通過導(dǎo)入組件，將包括TXT、EXCEL、Acess、My SQL、SQL和Orcale格式 的SCADA數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)平臺之中； 所述的甄別并剔除數(shù)據(jù)庫中無效數(shù)據(jù)，包括； 上位機和/或SCADA系統(tǒng)中對存儲的無效數(shù)據(jù)進行標示，通過該標示將該部分無效數(shù) 據(jù)剔除； 所述的判斷并剔除出基本的異常數(shù)據(jù)，包括： 1) 根據(jù)燃氣場站運行工藝參數(shù)進行甄別，剔除明顯與工藝運行參數(shù)不符的數(shù)據(jù)； 針對壓力數(shù)據(jù)，通過與工藝場站設(shè)計的最大壓力進行比較，如果系統(tǒng)得到的壓力數(shù)據(jù) 大于該最大壓力，則認為該段時間內(nèi)數(shù)據(jù)異常，進行剔除； 針對流量數(shù)據(jù)，通過與工藝場站設(shè)計的最大流量進行比較，如果系統(tǒng)得到的流量數(shù)據(jù) 大于該最大流量，則認為該段時間內(nèi)數(shù)據(jù)異常，進行剔除； 通過壓力、流量數(shù)據(jù)比較的自定義公式，根據(jù)工藝運行情況，自行進行設(shè)定和剔除； 2) 對明顯的數(shù)據(jù)波動進行判斷，對不符合天然氣工藝運行的數(shù)據(jù)進行篩選，由人工進 行判斷是否剔除； 針對壓力數(shù)據(jù)，進行壓力變化率的計算，計算公式如下：
其中，V為壓力變化速率，P1S t時間前的壓力值，P 2為t時間后的壓力值； 針對流量數(shù)據(jù)，進行流量變化率的計算，計算公式與原理與壓力變化率一致； 3) 在壓力/流量不變化情況，判斷數(shù)據(jù)庫采集是否正常，如不正常，應(yīng)篩選出相應(yīng)時間 段數(shù)據(jù)，并以燃氣場站工藝參數(shù)中溫度為參考，剔除無用的壓力/流量數(shù)據(jù)； 判斷壓力與流量保持不變的情況，若在一設(shè)定時間段內(nèi)不變化，則判斷數(shù)據(jù)采集可能 異常，對該時間段數(shù)據(jù)進行篩選； 以該段時間內(nèi)場站工藝參數(shù)中的溫度做參考，如果溫度有變化，則認為數(shù)據(jù)采集正常， 壓力/流量數(shù)據(jù)正常，如果溫度無變化，則認為數(shù)據(jù)采集異常，直接剔除該段時間內(nèi)的壓力 /流量值； 4) 以燃氣場站工藝參數(shù)中的通信中斷信號為參考，剔除通信中斷信號后與正常前的壓 力/流量數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣供應(yīng)數(shù)據(jù)處理方法，該數(shù)據(jù)包括壓力和流量數(shù)據(jù)，通過PLC/RTU系統(tǒng)從現(xiàn)場儀表采集，站控系統(tǒng)上位機HMI和/或SCADA系統(tǒng)通過與PLC/RTU通訊后進行顯示，并儲存在各自數(shù)據(jù)庫中，在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中對所述數(shù)據(jù)進行篩查、分析與計算，具體步驟包括原始數(shù)據(jù)的獲取、甄別并剔除數(shù)據(jù)庫中無效數(shù)據(jù)、判斷并剔除出基本的異常數(shù)據(jù)。為燃氣供應(yīng)商提供一種安全的、先進的、高效的自動調(diào)峰技術(shù)，有效協(xié)調(diào)天然氣公司上、下游管網(wǎng)的供需狀況，實現(xiàn)有計劃、有預(yù)判、經(jīng)濟優(yōu)化的天然氣供應(yīng)保障。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN104865916
【申請?zhí)枴緾N201510121271
【發(fā)明人】黃曉光, 潘良, 陸鳴偉, 顧虎
【申請人】上海航天能源股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月19日