本公開實(shí)施例涉及大數(shù)據(jù)，具體涉及一種天然氣供給模型修正方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、我國能源消耗結(jié)構(gòu)中，天然氣消耗量占比逐年增加，隨著天然氣管道建設(shè)穩(wěn)步增長，天然氣管道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，管道系統(tǒng)體量更加龐大。在天然氣供應(yīng)過程中，為了使天然氣提供方獲得較大的收益、天然氣用戶得到充足的天然氣供應(yīng)，需要對(duì)有限的天然氣資源的分配進(jìn)行合理規(guī)劃。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，可以建立大規(guī)模天然氣管道優(yōu)化模型，并通過求解天然氣管道優(yōu)化模型得到天然氣資源的分配方案。然而，當(dāng)構(gòu)建的大規(guī)模天然氣管道優(yōu)化模型無可行解時(shí)，缺少有效、便捷的方法對(duì)天然氣管道優(yōu)化模型進(jìn)行修正。

3、當(dāng)大規(guī)模天然氣管道優(yōu)化模型運(yùn)行不可行時(shí)，一方面需要使用者對(duì)構(gòu)建的模型和現(xiàn)有的資源有詳細(xì)的了解，另一方面又需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改來測試模型是否可行。

4、目前修正天然氣管道優(yōu)化模型的技術(shù)缺點(diǎn)主要來自兩個(gè)方面：

5、第一，從刪除氣源的多重松弛-懲罰限制的方法本身來看，將不可行的天然氣優(yōu)化模型修正為可行模型是在資源量變動(dòng)最小情況下進(jìn)行修正的一種保守方案，這導(dǎo)致了局限性和缺陷。首先，資源量變動(dòng)最小完成了模型的修正，意味著模型從不可行的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)只有很小可行域區(qū)間，甚至只有一個(gè)可行點(diǎn)的狀態(tài)，這樣會(huì)導(dǎo)致模型與數(shù)據(jù)的后續(xù)改動(dòng)依賴于用戶的經(jīng)驗(yàn)和能力，使得用戶自身改動(dòng)效率較低，導(dǎo)致模型不可行的風(fēng)險(xiǎn)較高，難以對(duì)修正之后的模型進(jìn)行有效的利用；其次，多重松弛-懲罰限制方法缺乏驗(yàn)證手段或者高信服度的解釋，利用該方法對(duì)模型的修正可能無法實(shí)現(xiàn)資源寬范圍區(qū)間的全局最優(yōu)，導(dǎo)致資源利用不充分；最后，為了提出多種修改建議，對(duì)模型的約束矛盾檢測和定位需要多次求解，導(dǎo)致給出最終建議的運(yùn)行時(shí)間較長。

6、第二，從刪除氣源的多重松弛-懲罰限制的方法所提建議質(zhì)量的角度來看，在缺乏用戶資源掌握情況的前提下，所提的修改方案只是眾多可修改方案中的幾個(gè)，導(dǎo)致最終結(jié)果可能依然不是用戶所確切需要或所期望變動(dòng)的資源方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例提供一種天然氣供給模型修正方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決或緩解現(xiàn)有技術(shù)中的以上一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題。

2、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種天然氣供給模型修正方法，包括：

3、構(gòu)建第一天然氣供給模型，所述第一天然氣供給模型包括氣源組件、管道組件和用戶組件；

4、求解所述第一天然氣供給模型；

5、當(dāng)所述第一天然氣供給模型無可行解時(shí)，刪除所述第一天然氣供給模型中的氣源組件，形成第二天然氣供給模型；

6、求解所述第二天然氣供給模型，獲取求解狀態(tài)；

7、根據(jù)求解狀態(tài)，利用松弛懲罰算法處理氣源組件和/或管道組件，得到第一天然氣模型的修正方案。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的當(dāng)所述第一天然氣供給模型無可行解時(shí)，刪除所述第一天然氣供給模型中的氣源組件，形成第二天然氣供給模型包括：

9、確定第一天然氣供給模型的目標(biāo)函數(shù)中包含氣源決策變量的待刪除項(xiàng)，所述待刪除項(xiàng)為氣源決策變量的成本計(jì)算項(xiàng)；

10、獲取氣源組件的天然氣成本，以及與氣源組件連接的管道組件的管道天然氣流量變量；

11、將所述氣源組件的天然氣成本與所述管道天然氣流量變量的乘積作為替換項(xiàng)替換所述目標(biāo)函數(shù)中的所述待刪除項(xiàng)。

12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的根據(jù)求解狀態(tài)，利用松弛懲罰算法處理氣源組件和/或管道組件，得到第一天然氣模型的修正方案包括：

13、當(dāng)所述求解狀態(tài)為無可行解時(shí)，利用松弛懲罰算法對(duì)管道組件對(duì)應(yīng)的管道決策變量進(jìn)行多重松弛-懲罰限制處理；

14、求解對(duì)管道決策變量進(jìn)行多重松弛-懲罰限制處理后的第二天然氣供給模型，獲取管道松弛變量；

15、根據(jù)所述管道松弛變量形成管道組件的修正方案。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的當(dāng)所述求解狀態(tài)為無可行解時(shí)，利用松弛懲罰算法對(duì)管道組件對(duì)應(yīng)的管道決策變量進(jìn)行多重松弛-懲罰限制處理包括：

17、對(duì)管道決策變量附加松弛變量，形成管道優(yōu)化決策變量；

18、在第二天然氣供給模型的目標(biāo)函數(shù)中，對(duì)管道決策變量附加的松弛變量添加大m系數(shù)懲罰項(xiàng)。

19、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的根據(jù)所述管道松弛變量形成管道組件的修正方案包括：

20、獲取管道松弛變量中數(shù)值不為0的松弛變量值，記為管道非0松弛變量；

21、解除所述管道非0松弛變量中數(shù)值最大的松弛變量的松弛約束；

22、求解所述第二天然氣供給模型；

23、判斷所述第二天然氣供給模型是否有可行解；

24、當(dāng)所述第二天然氣供給模型有可行解時(shí)，繼續(xù)獲取求解第二天然氣供給模型時(shí)產(chǎn)生的管道非0松弛變量，直至求解次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，輸出所有管道非0松弛變量形成的管道組件的修正方案；

25、當(dāng)所述第二天然氣供給模型無可行解時(shí)，恢復(fù)管道非0松弛變量值中數(shù)值最大的松弛變量；

26、解除其他管道非0松弛變量中數(shù)值最大的松弛變量的松弛約束，直至求解次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)，或當(dāng)遍歷完所有管道非0松弛變量時(shí)，輸出所有管道非0松弛變量值形成的管道組件的修正方案；

27、根據(jù)所述管道組件的修正方案對(duì)第二天然氣供給模型進(jìn)行修正。

28、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的根據(jù)所述管道組件的修正方案對(duì)第二天然氣供給模型進(jìn)行修正之后包括：

29、求解修正后的第二天然氣供給模型，獲取與氣源組件相連的管道組件的管道天然氣流量變量；

30、將所述管道天然氣流量變量與氣源組件提供的最大天然氣流量相比較；

31、當(dāng)每個(gè)所述管道天然氣流量變量均不大于氣源組件提供的最大天然氣流量時(shí)，檢測所述管道松弛變量對(duì)應(yīng)的約束條件；

32、將所述管道松弛變量對(duì)應(yīng)的約束條件定位為管道矛盾約束集。

33、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的將所述管道天然氣流量變量與氣源組件提供的最大天然氣流量相比較之后包括：

34、當(dāng)存在管道天然氣流量變量大于氣源組件提供的最大天然氣流量的情況時(shí)，計(jì)算最優(yōu)的管道決策變量對(duì)應(yīng)的管道天然氣流量變量與氣源組件提供的最大天然氣流量的差值；

35、將所述差值作為氣源組件的修正值，對(duì)氣源組件進(jìn)行修正；

36、并通過與氣源組件相連的管道組件對(duì)應(yīng)的修正方案對(duì)管道組件進(jìn)行修正；

37、檢測所述氣源松弛變量對(duì)應(yīng)的約束條件和所述管道松弛變量對(duì)應(yīng)的約束條件；

38、將所述氣源松弛變量對(duì)應(yīng)的約束條件定位為氣源矛盾約束集，以及將所述管道松弛變量對(duì)應(yīng)的約束條件定位為管道矛盾約束集。

39、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的根據(jù)求解狀態(tài)，利用松弛懲罰算法處理氣源組件和/或管道組件，得到第一天然氣模型的修正方案包括：

40、當(dāng)所述求解狀態(tài)為有可行解時(shí)，利用松弛懲罰算法對(duì)氣源組件對(duì)應(yīng)的氣源決策變量進(jìn)行多重松弛-懲罰限制處理；

41、求解對(duì)氣源決策變量進(jìn)行多重松弛-懲罰限制處理后的第一天然氣供給模型，獲取氣源松弛變量；

42、根據(jù)所述氣源松弛變量形成氣源組件的修正方案。

43、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的當(dāng)所述求解狀態(tài)為有可行解時(shí)，利用松弛懲罰算法對(duì)氣源組件對(duì)應(yīng)的氣源決策變量進(jìn)行多重松弛-懲罰限制處理包括：

44、對(duì)所述氣源決策變量附加松弛變量，形成氣源優(yōu)化決策變量；

45、在第一天然氣供給模型的目標(biāo)函數(shù)中，對(duì)氣源決策變量附加的松弛變量添加大m系數(shù)懲罰項(xiàng)。

46、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的根據(jù)所述氣源松弛變量形成氣源組件的修正方案包括：

47、獲取氣源松弛變量中數(shù)值不為0的松弛變量值，記為氣源非0松弛變量；

48、解除所述氣源非0松弛變量中數(shù)值最大的松弛變量的松弛約束；

49、求解第一天然氣供給模型；

50、判斷第一天然氣供給模型是否有可行解；

51、當(dāng)?shù)谝惶烊粴夤┙o模型有可行解時(shí)，繼續(xù)獲取求解第一天然氣供給模型時(shí)產(chǎn)生的氣源非0松弛變量，直至求解次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)時(shí)，輸出所有氣源非0松弛變量形成的氣源組件的修正方案；

52、當(dāng)?shù)谝惶烊粴夤┙o模型無可行解時(shí)，恢復(fù)氣源非0松弛變量值中數(shù)值最大的松弛變量；

53、解除其他氣源非0松弛變量中數(shù)值最大的松弛變量的松弛約束，直至求解次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)，或當(dāng)遍歷完所有氣源非0松弛變量時(shí)，輸出所有氣源非0松弛變量值形成的氣源組件的修正方案；

54、根據(jù)所述氣源組件的修正方案對(duì)第一天然氣供給模型進(jìn)行修正。

55、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述的根據(jù)所述氣源組件的修正方案對(duì)第一天然氣供給模型進(jìn)行修正之后包括：

56、檢測所述氣源松弛變量對(duì)應(yīng)的約束條件；

57、將所述氣源松弛變量對(duì)應(yīng)的約束條件定位為氣源矛盾約束集。

58、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種天然氣供給模型修正系統(tǒng)，包括：構(gòu)建單元，用于構(gòu)建第一天然氣供給模型，所述第一天然氣供給模型包括氣源組件、管道組件和用戶組件；

59、第一求解單元，用于求解所述第一天然氣供給模型；

60、刪除單元，用于當(dāng)所述第一天然氣供給模型無可行解時(shí)，刪除所述第一天然氣供給模型中的氣源組件，形成第二天然氣供給模型；

61、第二求解單元，用于求解所述第二天然氣供給模型，獲取求解狀態(tài)；

62、計(jì)算單元，用于根據(jù)求解狀態(tài)，利用松弛懲罰算法處理氣源組件和/或管道組件，得到第一天然氣模型的修正方案。

63、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種天然氣供給模型修正設(shè)備，包括：

64、處理器以及存儲(chǔ)器；

65、所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述處理器調(diào)用所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，以執(zhí)行上述任一項(xiàng)所述的天然氣供給模型修正方法。

66、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器能夠執(zhí)行上述任一項(xiàng)所述的天然氣供給模型修正方法。

67、本公開的示例性實(shí)施例具有以下有益效果：本公開的示例性實(shí)施例，根據(jù)松弛-懲罰的方法保證在資源變動(dòng)最小的情況下進(jìn)行不可行模型的修正，避免了修改方案的資源調(diào)整量太大而不符合實(shí)際工程應(yīng)用。巧妙地利用刪除氣源的方法，為有效地進(jìn)行矛盾約束分析奠定了基礎(chǔ)，其中刪除氣源的方法不僅與原模型等效，同時(shí)減少了變量與約束的個(gè)數(shù)，加大了求解速度和效率。將矛盾約束分類為管道組件與氣源組件的三種不可行問題進(jìn)行分析，并根據(jù)分類依次判斷存在問題的組件變量，然后根據(jù)這些變量的松弛值提出相應(yīng)的修改建議并完成矛盾約束集的提取，從而系統(tǒng)并完整地完成了矛盾約束的檢測和定位。在松弛-懲罰的基礎(chǔ)上，改進(jìn)為多重松弛-懲罰限制的思想，從而保證了修改不同的資源變量并提出更多的修改方案。

68、本技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在下面的附圖和描述中提出。本技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從說明書附圖變得明顯。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。