我国油气管网智能化发展趋势

中国工程院能源革命三步走战略
我国能源消费结构预测
6
一、两大变革对我国油气管网发展的挑战
2、工业革命对我国油气管网发展将会产生深刻影响
18世纪末
第一次工业革命
19世纪末
第二次工业革命
20世纪70年代
第三次工业革命
现在
第四次工业革命
蒸汽时代 标志：蒸汽机的使用 特点：机械化
电气时代 标志：电力的使用 特点：电气化
管道、设备及生产过程一体化 、智能化管理，实现站场远程 控制及无人操作、应急资源优 化配15置与高效联动。
全方位 感知
综合性 预判
智慧管网 四大能力
一体化 管控
自适应 优化
基于管网大数据，对管道安全 风险、设备故障、应急处置等 方面实现智能分析、预判与决 策，实现管网预测预警可控。
实现大型管网智能调控，达到 全局实时优化、供应精准匹配 、运行智能高效的目标。
我国油气管网智能化发展趋势
2019年3月
提纲
一、两大变革对我国油气管网发展的影响 二、工业互联网与油气管网智能化发展趋势 三、油气管网与能源互联网发展前景的探讨
2
一、两大变革对我国油气管网发展的挑战
1、能源革命对石油天然气行业将会产生深刻影响
柴薪时代 40万年前至
18世纪
煤炭时代 18世纪至20
工业系统人工智能需要工业互联网平台支撑
13
二、我国油气管网智能化发展方向的探讨
智能化管道的概念
2018年，中石油提出构建“智能管道、智能管网”，运用工业互联 网、大数据和人工智能等技术手段，通过智能感知、大数据分析和人机混 合智能策，实现油气管网全生命周期更高水平安全、高效目标。
通过智能检测、监测手段，自 动采集管道、设备及周边环境 数据，精准感知管网系统运行 及安全状态。
8
一、两大变革对我国油气管网发展的挑战
3、两大变革对我国油气管网发展将会产生深刻影响
本世纪中叶，我国油气管道总里程预计将超过30万公里。 如何建成“资源多元、运行高效、安全可靠”的现代化油气运 输体系面临能源革命和工业革命两大挑战。
我国油气进口通道及国内骨干管网布局
10
提纲
一、两大变革对我国油气管网发展的影响 二、我国油气管网智能化发展方向的探讨 三、油气管网与能源互联网发展前景的探讨
11
二、我国油气管网智能化发展方向的探讨
1、油气管网智能化发展概念 人工智能具备以下能力
源自文库
感知
认知
行动
主动感知周围的环境信息 分析和处理所收集信息 专家系统决策和采取行动
上述能力都基于经验的学习：
数据
算法
知识库
12
二、我国油气管网智能化发展方向的探讨
人工智能生态逐步形成
12
二、我国油气管网智能化发展方向的探讨
17
二、我国油气管网智能化发展方向的探讨
开展四个方向科研攻关
管道数字孪生体构建与应用技术研究 油气管道线路和站场感知技术研究 油气管道大数据挖掘与智能评判技术研究 智慧管道知识库构建与综合决策技术研究
世纪中叶
油气时代 20世纪中叶
至21世纪
低碳时代 21世纪
3
一、两大变革对我国油气管网发展的挑战
随着人类技术进步以及对环境保护要求，未来以太阳能、 风能、水能等为代表的可再生能源将逐步成为能源的主体，能 源结构正发生深刻变化。
(资料来源：罗伯特 A.海夫纳《进入气体能源时代》，根据BP2016做了修正)
数字孪生体构建及 应用的关键要素
高精确度虚拟模型
模型轻量化
智慧管网的建设 目标
全数字化移交
虚拟空间数字孪生体演化 基于数字孪生体的状态监控 实体空间动态数据实时采集
全生命周期管理
准确实时仿真 基于数字孪生体的过程优化 基于数字孪生体的反馈控制
全智能化运营
智慧管网未来具备 主要能力
油气管网运营 管理的目标
优 化
设计 物理实体
制造与建设
支持
运营
工业互联网：构建支持企业间业务协 同的工业互联网，实现上游资源供给 能力和下游客户市场容量之间协同， 装备及服务供应商和物资需求、设备 维护、完整性管理之间的业务协同。
协 同
数字孪生 体
模型
机理
设计
工业互联网
制造与建设
16
二、我国油气管网智能化发展方向的探讨
2、智能化管道主要攻关方向
7
一、两大变革对我国油气管网发展的挑战
工业互联网与人工智能发展将促成化石能源及可再生能源的 生产、运输、存储、销售及贸易深度融合，构建能源产业发展新 模式——能源互联网。
以电网和油气管网等为“广域 网”，以城市配气、配电网、分布 式能源、热网等为“局域网”，采 用分散自治协同模式，达到能源按 需传输和动态平衡，实现多种能源 纵向优化配置和横向多能互补。
全方位感知 综合性预判
本质安全：实现对生产安全风险点 的全面监控，实现所有管理环节所 需信息的全面共享，生产运行数据 实时分析处理；保障生产活动安全 有序，管网可靠。
一体化管控 自适应优化
经济高效：全面利用自动采集数据 ，贯通上下管理环节；实现管网运 行从事前优化预测、事中实时监测 ，事后全面分析的闭环管理，降低 油气管网运营成本。
世界能源结构历史变迁及未来趋势
5
一、两大变革对我国油气管网发展的挑战
中国工程院提出我国能源革命三步走战略：扩大天然气利用； 加快可再生能源发展；持续减少化石能源供给。
以信息技术和新能源技术等技术革命为先导，实现新技术与新能 源有机融合，推动能源革命。
天然气具有清洁、高效、易储存等特点，与可再生能源融合发展 优势显著，是化石向可再生能源过渡的桥梁。
信息时代 标志：计算机、互联网 特点：自动化
人工智能 标志：工业互联网 特点：智能化
6
一、两大变革对我国油气管网发展的挑战
第四次工业革命，是以互联网产业化、工业智能化、工业一 体化为代表，以人工智能、无人控制、新型信息技术等虚拟现实 为主的全新的技术革命。
国家制定三步走发展战略规划： 2 0 2 0 年，总体技术和应用与世界先进水平同步 2 0 2 5 年，部分技术应用达到世界领先水平 2 0 3 0 年，理论、技术应用总体达到世界领先
14
二、我国油气管网智能化发展方向的探讨
形成感知、数据、知识、应用、决策五个层次的总体架构，建设智慧 管网一体化数据库和专业性知识库，通过构建管道数字孪生体，支撑管网 全方位感知、综合性预判、自适应优化、一体化管控。
15
二、我国油气管网智能化发展方向的探讨
智慧管道目标
通过管道建设和运行管理业务全面 信息化支持，构建物理空间和虚拟 空间相互映射的模型，实现虚拟管 道的仿真，指导实体管道建设运营 业务的优化。