瞬态模拟系统是天然气管网SCADA系统最重要最复杂的应用软件之一,瞬态检漏能力是瞬态模拟仿真最重要的用途,天然气负荷预测及其体系的建立是SCADA系统应补充完善的应用软件,而目前我国天然气管道SCADA系统应用软件几乎都是由国外引进。因此,本课题是国内天然气行业亟待深入开展的前沿课题之一。本文主要研究内容如下:对天然气管道低压和中高压摩阻公式作了统一单位制的变换,指出了水力计算传统平差法的缺点,并对其作了改进。以流体力学三大守恒方程和气体状态方程为基础,建立天然气管道稳态和瞬态仿真理论模型,以有限差分发为基础,得到上述模型求解方法,并开发了管网瞬态仿真软件。通过对天津市高压管网进行实际应用和分析,得到出口压力和流量平均误差分别为0.54%和2.16%的仿真结果。以瞬态仿真模型为基础建立了瞬态泄漏检测模型,并对影响泄漏位置的参数泄漏量、管径、出口压力、摩阻系数等作了分析,得出泄漏量与管道出口压力对泄漏位置影响较大。分析归纳了影响天然气负荷的因素和特性,把影响短期负荷的特殊因素分为突发事故和节假日,并提出相应的解决方案。引入了经济增长率,对动态等维灰色递补模型做了修正,编制了城市天然气中长期负荷预测软件,以天津市1995-2005年天然气负荷为依据,得到预测误差为-10%～-3%,然后探讨了天然气负荷预测体系的建立。最后,在瞬态模拟软件和负荷预测软件的基础上,展望了模拟软件在SCADA系统上的应用及其功能。