模型算得不准?1% 偏差背后的 “参数密码”

模型算得不准?1% 偏差背后的 “参数密码”

第4期
















引子
前情概要

大家好!我是小华,华霖富模型团队的一线工程师。我们深耕模型技术,希望用专业的水力仿真模型帮客户解决燃气业务中的实际难题。

上回搞定 341 个用户的精准建档,我信心满满地把数据输进模型,还完成了调压站出口压力赋值,点击 “开始水力计算”—— 结果出来的那一刻,我直接愣在原地:

中压 B 撬的气源流量,SCADA 实测 2215Nm³/h,模型算出来 2381Nm³/h,偏差 7.5%;监测点 A 的终端压力,实际 157.38KPa,模型只算 143.72KPa,差了 13.66KPa!

今天咱们就来扒一扒建模路上的第三颗雷:参数调试,这也是模型基础分析的核心环节!


















01
一查到底:偏差居然出在两个 “关键参数”

我赶紧拉着老范开紧急会,把测算结果和 SCADA 实测数据摆到桌面。老范盯着数据对比表,手指敲着桌子:“管网拓扑和用户数据都清干净了,偏差肯定出在参数上 —— 模型基础分析不是‘填完数据就完事’,得把参数调到贴合实际工况才行。”

我们启动 “偏差溯源计划”,逐一排查模型参数,果然很快找到了问题根源:

1. 用户用气量波动系数没调对:之前给工业用户赋值时,只填了日均和峰值,没设置波动系数。可工业用户哪是恒定用气?A 厂早上 8 点开工、晚上 10 点收工,早峰用气量是谷值的 3 倍,没考虑这个,模型就会高估全天负荷,导致气源流量测算偏差;

2. 管道阻力系数 “一刀切”:20 年的老管网,部分 PE 管老化、结垢,阻力肯定比新管大,可我们之前统一用了默认系数,没按管材、安装年份区分 —— 阻力算小了,模型就会误以为气体流通顺畅,终端压力自然算低了。

我们利用模型基础分析功能辅助排查也验证了问题所在:用压力分布功能一看,终端低压区和实测偏差区域完全重合;用流速分布功能对比,部分管道流速测算值比实测高 30%,明显是参数设置不合理。


ProBe Gas模型运算界面

02
模型基础分析 + 参数调试:4 步把偏差压到 1% 内


找到问题根源,我们就围绕模型基础分析的 4 大核心功能,启动 “参数校准四步法”,边分析边调试:

1. 压力分布分析 + 终端压力校核:先用模型的压力分布功能,把所有监测点的压力测算值标红,和 SCADA 实测数据一一对应。针对监测点 A 这类低压偏差区域,重点调大周边老化管道的阻力系数 —— 每调一次,就用压力分布功能生成新的压力主题图,看低压区是否缩小,直到监测点压力偏差接近阈值;


2.流速分布分析 + 负荷匹配校准:打开流速分布功能,按 “0-5m/s、5-10m/s、10m/s 以上” 上色,发现工业区部分管道测算流速超 12m/s(实测才 8m/s),明显是用气量波动系数不合理。我们结合 SCADA 终端的 24 小时负荷曲线,给工业用户设置 “早峰 1.8、平峰 1.0、谷峰 0.6” 的波动系数,再看流速分布,超速管道全部消失,流速和实测值基本吻合;


3. 气源供应范围追踪 + 流量平衡校准:用模型的气源供应范围追踪功能,确认中压 B 撬的供应边界 —— 之前没设置波动系数时,供应范围比实测大 15%,导致流量测算偏高。调整波动系数后,再追踪气源供应占比,发现工业用户的气源分配和实测一致,中压 B 撬的流量偏差从 7.5% 降到 2.3%;


4. 管道重要性分析 + 阻力系数优化:针对 20 年以上的老管道,用管道重要性分析功能做风险分级,高风险管道(老化严重、周边用户密集)的阻力系数上调 15%-20%,中低风险管道按管材默认值微调。这一步不仅校准了当前偏差,还为后续管网运维提供了依据 —— 高风险管道后续可以强化巡线频次。


















03
死磕模型基础分析,偏差全达标!模型终于 “准了”

我们对着模型分析图和实测数据反复调试,终于迎来了好结果:

• 气源流量校核:中压 B 撬流量偏差从 7.5% 降到 0.8%,所有气源的流量测算值与 SCADA 实测偏差均≤1%;

• 终端压力校核:20 个监测点的压力偏差全部达标,最大偏差仅 1.2KPa,远低于行业 3KPa 的允许偏差;

• 基础分析功能验证:流速分布显示全管网无超速管道(均≤10m/s),低压片区全部消失;气源供应范围与实测完全一致;管道重要性分析识别出 12 段高风险管道,已同步标注给王工。

我们给王工发了《模型校核报告》,里面附了压力分布、流速分布的彩色主题图,还有参数校准清单。王工看完打电话过来:“太专业了!之前的模型只给个测算结果,你们连关键管段的参数调试逻辑、核心依据都写得清清楚楚,还帮我们找出了高风险管道,这模型后续真能直接用!”

其实这就是模型基础分析的价值:校准偏差是数据可靠的前提,而压力分布、流速分布、气源供应范围跟踪、管道重要性分析四大功能,才是挖掘管网价值的关键 —— 精准定位低压片区、识别超速隐患与增量空间、优化气源负荷分配、锁定高风险管段,多维度帮客户守安全、提效率。


ProBe Gas管网最大能力分析界面

















04
工作笔记:模型校准是底线,不能省

整理完校准报告,我在工作笔记上写下:“模型校准就像给体重秤调准 —— 只有秤准了,体重才可信。这不是‘走流程’,是对客户负责的底线。”
















05
下期预告

现在模型终于 “准了”,接下来就要进入核心环节:用校准后的模型做专项测算!比如现状管网接 3 个新工业用户行不行?关了某老旧调压柜、适当升压后能多接几个用户?客户规划的两条新管道到底有没有必要建?

这三个答案,直接关系到客户要不要花几百万建管道,可得算仔细了!

下期预告: 《终极测算!三种方案,到底要不要建新管道?》——是根据现状管网直接接工业新用户,还是关闭调压柜同时升压,抑或是新建管道,专项分析告诉你答案!


Probe Gas燃气管网仿真模型主要应用场景


华霖富水利环境技术咨询(上海)有限公司是国家高新技术企业,中国城市燃气协会及下属数智燃气专委会委员单位。公司依托深耕水力仿真模型的技术优势,专注于燃气、水务管网仿真模型的数据分析与咨询服务。近二十年累计服务包括港华燃气、中国燃气、重庆大学、水利部、中国城市规划设计研究院、清华大学等在内的超300家单位。围绕城市燃气、供排水管网系统的数字化转型,华霖富已构建起集仿真模型搭建、数据分析、软件开发、技术咨询、培训服务为一体的完整解决方案体系。





往期回顾












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