长输管道压缩机组智控技术应用成功

为我国天然气管网智能化发展再添助力

　　中化新网讯 6月26日，国家管网集团北京管道公司对外公布，陕京四线托克托压气站“一键启站，智能运行”项目投运满半年来，各项运行参数和远程智能控制技术得到全面验证。这标志着我国大功率压缩机组智能控制技术再获突破，为我国天然气管网的智能化发展再添助力。

　　大功率压缩机组是天然气工业领域“皇冠上的明珠”，技术门槛高、制造难度大，长期以来，国外产品在我国天然气管输行业中占据主导地位。而大功率压缩机组智能控制技术作为机组“大脑”，更是我国长期受制于人的关键技术。2012年，在西气东输二线管道工程建设中，我国大功率压缩机组实现国产化；2016年，国产大功率电驱压缩机组在陕京四线建设中实现全面工业化应用。之后，在国家管网集团科技数字化战略引领下，北京管道公司承担起“国产压缩机组智能控制提升研究”攻关，开启智能控制技术的研发之路。

　　北京管道公司经过前期的充分酝酿与科学论证，于2021年12月7日在内蒙古分公司托克托作业区组建了研究团队，与沈鼓集团、大连理工大学等多家企业及高校的专家学者共同开展项目攻关。

　　面对这一尖端核心技术，研究团队创造性开创新技术路线，从根本上改变压缩机控制方式。为此，他们在150多个关键节点上实施了自动化控制流程改造，对国产压缩机组沈鼓集团开发的控制程序代码进行了超过90%的重构。

　　经过两年多艰苦努力，项目团队对托克托作业区24套设备、2620个探测器、20个控制系统进行了系统性梳理与优化。他们在原有设备基础上，增加了传感设备和控制器，调整了控制逻辑，并实施了分层控制策略。在压缩机机组并网建模过程中，团队提出使用单机压力控制器、汇入/汇出压力控制器等控制器联动的自动加载并网方法，使得在相同工况下，托克托压缩机机组并网耗时缩短至20分钟。

　　如今，即便在500多千米外的调度人员也能在现场无人值守条件下，通过输入简单参数，实现对各作业区“一键启站，智能运行”的指令操作。同时，智能控制系统能够自动识别并快速处置各种异常情况，做出最优最快的选择。

　　2023年12月21日，国产压缩机组智能控制提升项目成功通过验收。第三方的科技鉴定结论是：项目达到“整体国内领先，部分国际先进”水平。

　　中国石油学会石油科学普及教育委员会副主任李伟林表示：“该项目在压缩机自动并机、利用神经网络算法、对出厂性能曲线进行修正、压缩机性能参数预测、转速和功率控制等方面达到了国际领先水平。”

　　沈鼓集团副总裁、首席技术官张勇坦言：“该项目在对压缩机和辅助设备自动控制技术深度优化基础上，将AI技术应用到压缩机控制中，使压缩机组控制更精准、更高效，运行更安全、更可靠，为未来深入开发智能化压缩机组起到了重要推动作用。

　　“一站启站”是指调控中心通过上位机下发操作命令，实现天然气站场一键启动、关闭等功能。

　　“一键启站，智能运行”是在“一键启站”基础上，利用神经网络算法将2万多条现场数据进行修正学习，形成智能决策。过程控制系统接收国家管网集团调控中心预设压力信号，信号经过程控制系统传递给智能工控机，工控机利用神经网络模型智能分析机组性能参数，5分钟内给定在安全区域内最优机组运行建议，将运行建议反馈至机组系统，系统利用站回流阀开度匹配机组裕度的压缩机组自动加载并网模型的高效并机功能，最终达到压气站“一键启站，智能运行”目标。