机坪供油系统压力控制方法及装置、电子设备、存储介质制造方法及图纸

本公开涉及液体管网瞬态模拟与过程控制技术领域，提供了一种机坪供油系统压力控制方法及装置、电子设备、存储介质，包括：根据机场油库与机坪管网结构信息，建立机坪管网模型，并对机坪管网模型进行稳态计算，得到所述机坪管网模型的稳态工况信息；基于稳态工况信息和加油事件列表，通过瞬态模拟，分别获取机坪管网内任意节点的流量随时间变化情况和压力随时间变化情况；根据预设的加油压力范围，设置机坪管网的控制器参数，通过调节离心泵转速和启停泵操作，控制机坪管网的加油压力保持在预设的加油压力范围内。本公开解决了机坪管网瞬态水力模拟与加油压力自动控制的问题，使得机坪供油系统的加油压力能够保持稳定。坪供油系统的加油压力能够保持稳定。坪供油系统的加油压力能够保持稳定。

【技术实现步骤摘要】
机坪供油系统压力控制方法及装置、电子设备、存储介质


[0001]本公开涉及液体管网瞬态模拟与过程控制
，特别涉及一种机坪供油系统压力控制方法及装置、电子设备、存储介质。

技术介绍

[0002]随着民航需求的增加和飞机架次的增多，管线加油逐渐成为大中型机场供油的主流方式。当多架飞机开始加油时，管网压力迅速下降，将会影响飞机加油时间甚至造成油料汽化；当多架飞机停止加油时，管网压力迅速上升，可能会引发法兰组件渗漏、管路爆裂等问题。机场油库是机坪油料的供给来源，为了保障加油任务安全、快速进行，需要对加油泵进行控制，以使机坪加油压力保持稳定。
[0003]现有技术中，商业软件如油气管道仿真软件SPS(Stoner Pipeline Simulator) 可以进行管网水力计算并实施控制，但其并未考虑局部阻力损失的影响，且控制条件和控制参数均需手工输入，过于繁琐。相比于供水管网，机坪管网规模较小，局部阻力元件众多，因此，需要考虑局部阻力损失对机坪管网压力的影响。然而，由于机场加油栓数量较多、位置分散，飞机加油时间、加油量均与实际状况有关，机坪管网压力波动随机且频繁，因此，如何提供一种通用的机坪供油系统压力控制方法，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本公开旨在至少解决现有技术中存在的问题之一，提供一种机坪供油系统压力控制方法及装置、电子设备、存储介质。
[0005]本公开的一个方面，提供了一种机坪供油系统压力控制方法，所述方法包括：
[0006]根据机场油库与机坪管网结构信息，建立机坪管网模型，并对所述机坪管网模型进行稳态计算，得到所述机坪管网模型的稳态工况信息；
[0007]基于所述稳态工况信息和加油事件列表，通过瞬态模拟，分别获取机坪管网内任意节点的流量随时间变化情况和压力随时间变化情况；
[0008]根据预设的加油压力范围，设置机坪管网的控制器参数，通过调节离心泵转速和启停泵操作，控制机坪管网的加油压力保持在所述预设的加油压力范围内。
[0009]可选的，所述根据机场油库与机坪管网结构信息，建立机坪管网模型，并对所述机坪管网模型进行稳态计算，得到所述机坪管网模型的稳态工况信息，包括：
[0010]根据机场油库与机坪管网结构信息，针对机坪供油系统中的水力元件，建立水力元件数学模型；
[0011]将节点压力看作未知量，基于水力元件数学模型和节点流量平衡关系式，建立方程组，并对所述方程组进行求解得到所述节点压力；
[0012]根据求解得到的所述节点压力，分别计算通过各个水力元件的流量。
[0013]可选的，所述根据机场油库与机坪管网结构信息，针对机坪供油系统中的水力元件，建立水力元件数学模型，包括：
[0014]根据机场油库与机坪管网结构信息，分别建立离心泵模型和阻力元件模型；
[0015]所述离心泵模型表示为下式(1)和下式(2)：
[0016]H＝a
R
+b
R
Q2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0017]P
t
＝A
R
+B
R
Q
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0018]其中，H为扬程，P
t
为功率，Q为流量，a
R
、b
R
均为拟合扬程特性曲线系数， A
R
、B
R
均为拟合功率特性曲线系数；
[0019]在所述离心泵配有变频器时，所述离心泵模型表示为下式(3)和下式(4)：
[0020][0021][0022]其中，n
R
为额定转速，n为实际转速，a、b均为拟合扬程特性曲线系数，且b＝b
R
，A、B均为拟合功率特性曲线系数，且
[0023]所述阻力元件模型表示为下式(5)：
[0024][0025]其中，H
i,N+1
为第i个管段的第N+1个网格点的压力，H
i+1,1
为第i+1个管段的第1个网格点的压力，ξ为阻力系数，g为重力加速度，A
r
为管道横截面积。
[0026]可选的，所述将节点压力看作未知量，基于水力元件数学模型和节点流量平衡关系式，建立方程组，并对所述方程组进行求解得到所述节点压力，包括：
[0027]根据机坪管网基础数据和边界条件，确定未知参数的初值，其中，所述基础数据包括机坪管网拓扑结构数据、水力元件特性数据，所述边界条件包括机坪管网进出口流量/压力，所述未知参数包括节点压力/节点流量；
[0028]根据下式(6)计算机坪管网中所有管段内流体黏度，并根据下式(7)计算机坪管网中所有管段内摩阻系数，其中，v为流体黏度，T为温度，a
v
、b
v
、β、 m均为常数，f为摩阻系数，d为管径：
[0029]lglg(v
×
106+0.6)＝a
v
+b
v
lgT
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0030][0031]用节点压力表示管段流量，将其代入节点流量平衡方程，得到下式(8)和下式(9)；其中，q
ij
为与节点j相连的节点i和节点j之间的管段流量，流入节点j时取正值，流出节点j时取负值；Q
j
为节点j的流量，从节点j流入机坪管网时取正值，从节点j流出机坪管网时取负值；y为节点数量，m
p
为管段数量，为第l个管段的起点压力，为第l个管段的终点压力，ΔP
l
为第l个管段的压降：
[0032]∑q
ij
+Q
j
＝0,j＝1,2,3,
…
,y
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0033][0034]获取各节点压力的集合其中，P1,P2,
…
,P
y
分别表示节点 1,2,
…
,y的压力，对X进行迭代得到其中，X
k
表示X第k 次迭代时的值，P
k,1
,P
k,2
,
…
P
k,y
分别表示P1,P2,
…
,P
y
第k次迭代时的值，计算得到第 k次迭代时第l个管段的流量为其中，ρ为液体密度，L 为管段长度，为第k次迭代时第l个管段的起点压力，为第k次迭代时第l个管段的终点压力，计算节点流量平衡关系式的值F(X
k
)及雅可比矩阵 J(X
k
)，其中，F(X
k
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机坪供油系统压力控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据机场油库与机坪管网结构信息，建立机坪管网模型，并对所述机坪管网模型进行稳态计算，得到所述机坪管网模型的稳态工况信息；基于所述稳态工况信息和加油事件列表，通过瞬态模拟，分别获取机坪管网内任意节点的流量随时间变化情况和压力随时间变化情况；根据预设的加油压力范围，设置机坪管网的控制器参数，通过调节离心泵转速和启停泵操作，控制机坪管网的加油压力保持在所述预设的加油压力范围内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据机场油库与机坪管网结构信息，建立机坪管网模型，并对所述机坪管网模型进行稳态计算，得到所述机坪管网模型的稳态工况信息，包括：根据机场油库与机坪管网结构信息，针对机坪供油系统中的水力元件，建立水力元件数学模型；将节点压力看作未知量，基于水力元件数学模型和节点流量平衡关系式，建立方程组，并对所述方程组进行求解得到所述节点压力；根据求解得到的所述节点压力，分别计算通过各个水力元件的流量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据机场油库与机坪管网结构信息，针对机坪供油系统中的水力元件，建立水力元件数学模型，包括：根据机场油库与机坪管网结构信息，分别建立离心泵模型和阻力元件模型；所述离心泵模型表示为下式(1)和下式(2)：H＝a
R
+b
R
Q2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)P
t
＝A
R
+B
R
Q
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，H为扬程，P
t
为功率，Q为流量，a
R
、b
R
均为拟合扬程特性曲线系数，A
R
、B
R
均为拟合功率特性曲线系数；在所述离心泵配有变频器时，所述离心泵模型表示为下式(3)和下式(4)：为下式(3)和下式(4)：其中，n
R
为额定转速，n为实际转速，a、b均为拟合扬程特性曲线系数，且b＝b
R
，A、B均为拟合功率特性曲线系数，且所述阻力元件模型表示为下式(5)：其中，H
i,N+1
为第i个管段的第N+1个网格点的压力，H
i+1,1
为第i+1个管段的第1个网格点的压力，ξ为阻力系数，g为重力加速度，A
r
为管道横截面积。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将节点压力看作未知量，基于水力元件数学模型和节点流量平衡关系式，建立方程组，并对所述方程组进行求解得到所述节点
压力，包括：根据机坪管网基础数据和边界条件，确定未知参数的初值，其中，所述基础数据包括机坪管网拓扑结构数据、水力元件特性数据，所述边界条件包括机坪管网进出口流量/压力，所述未知参数包括节点压力/节点流量；根据下式(6)计算机坪管网中所有管段内流体黏度，并根据下式(7)计算机坪管网中所有管段内摩阻系数，其中，v为流体黏度，T为温度，a
v
、b
v
、β、m均为常数，f为摩阻系数，d为管径：lglg(v
×
106+0.6)＝a
v
+b
v
lgT
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)用节点压力表示管段流量，将其代入节点流量平衡方程，得到下式(8)和下式(9)；其中，q
ij
为与节点j相连的节点i和节点j之间的管段流量，流入节点j时取正值，流出节点j时取负值；Q
j
为节点j的流量，从节点j流入机坪管网时取正值，从节点j流出机坪管网时取负值；y为节点数量，m
p
为管段数量，为第l个管段的起点压力，为第l个管段的终点压力，ΔP
l
为第l个管段的压降：∑q
ij
+Q
j
＝0,j＝1,2,3,
…
,y
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)获取各节点压力的集合其中，P1,P2,
…
,P
y
分别表示节点1,2,
…
,y的压力，对X进行迭代得到其中，X
k
表示X第k次迭代时的值，P
k,1
,P
k,2
,
…
P
k,y
分别表示P1,P2,
…
,P
y
第k次迭代时的值，计算得到第k次迭代时第l个管段的流量为其中，ρ为液体密度，L为管段长度，为第k次迭代时第l个管段的起点压力，为第k次迭代时第l个管段的终点压力，计算节点流量平衡关系式的值F(X
k
)及雅可比矩阵J(X
k
)，其中，F(X
k
)表示为下式(10)，J(X
k
)表示为下式(11)，q
k,iy
表示第k次迭代时与节点y相连的节点i和节点y之间的管段流量，∑q
k,iy
表示第k次迭代时与节点y相连的所有节点和节点y之间的管段流量之和：
求解线性方程组J(X
k
)ΔX
k
＝F(X
k
)，得到X
k
的增量ΔX
k
，若ΔX
k
小于计算精度ε，则停止计算并返回计算结果，若ΔX
k
不小于计算精度ε，则令k＝k+1，若此时k小于最大迭代次数k
max
，则令X
k+1
＝X
k
+ΔX
k
，并重新返回计算机坪管网中所有管段内流体黏度和摩阻系数的步骤，其中，X
k+1
表示X第k+1次迭代时的值，若k不小于最大迭代次数k
max
，则迭代不...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭光，沈嘉琳，沈青，郑磊，刘晓蕾，张炜，张巧同，姜德文，吴治安，王国强，张金波，张黎明，宋天伟，
申请(专利权)人：北京中航油工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：