Delist.ru

Автоматизация и гибридное моделирование дискретно-непрерывнах технологических процессов управления транспортом газа (09.02.2010)

Автор: Рощин Алексей Владиславович

формирование интегрированной структуры системы информационной поддержки и моделирования процессов управления процессами поставки газа.

Научная новизна

Научную новизну составляют методы и модели управления газотранспортной системой, интегрированные в систему поддержки принятия решений по выбору режимов управления перераспределением газовых потоков. На защиту выносятся:

параметрическое описание взаимосвязи математических моделей компонентов газотранспортной системы;

формализованное представление технологических процессов транспорта газа на базе процессно-ориентированного подхода;

дискретно-непрерывные модели управления газотранспортной системой в виде гибридного автомата;

модели динамического управления потоками в газотранспортной сети.

Методы исследования

При разработке, адаптации и исследовании моделей описания механизмов управления технологическими процессами транспорта газа в диссертации использовались методы общей теории систем, математического программирования, теории автоматов, теории графов, теоретико-множественный аппарат и др.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, предварительным статистическим анализом, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы в ряде предприятий.

Практическая ценность

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации управления газотранспортной системой.

Реализация результатов работы

Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения в ряде предприятий, а также используются в учебном процессе на кафедре АСУ МАДИ (ГТУ).

Результаты, полученные при выполнении работы, могут найти дальнейшее развитие и применение для анализа и решения широкого класса задач по автоматизации и управлению технологическими процессами транспорта газа.

Апробация работы

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

на научно-техническом Совете ОАО «НПО Промавтоматика»;

на Российских, межрегиональных и международных научно-технических конференциях и семинарах (1995-2009 г.г.);

на научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ) (Москва, 2005 – 2009 г.г.);

на заседании кафедры АСУ МАДИ (ГТУ).

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований составляет актуальное направление в сфере теоретических и практических методов принятия решений в области комплексной автоматизации газотранспортной системы.

Содержание работы

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов и моделей.

Во введении обосновывается актуальность проблемы и приведено краткое описание содержания глав диссертации.

В первой главе диссертации проводится системный анализ методов и моделей управления газотранспортной системой. К моделируемым объектам системы управления относятся:

линейная часть газопровода – трубопроводы, соединенными перемычками с крановыми узлами, которые могут быть представлены узлами и ребрами графа расчетной схемы (вход/выход газового потока);

газоперекачивающие агрегаты (ГПА), группы ГПА – газовая турбина вместе с нагнетателем;

компрессорные станции (КС).

Компрессорные станции являются одним из ключевых звеньев газотранспортной системы (ГТС), обеспечиваю поддержание заданного давления в магистральных газопроводах. Большинство КС состоят из нескольких цехов, обеспечивающих транспорт газа одновременно по нескольким ниткам магистральных газопроводов.

Контроль и управление всеми вышеуказанными объектами цехами и другими службами КС осуществляет диспетчер ЛПУ. Для управления газотранспортной системой служат диспетчерские пункты и соответствующие автоматизированные системы с иерархической структурой: Центральный диспетчерский пункт газотранспортного предприятия (ЦДП ГТП) – Диспетчерский пункт ЛПУ – ДП удаленной компрессорной станции (при наличии таковой) – ДП компрессорного цеха.

В результате анализа функционирования технологических объектов транспорта газа, были выявлены следующие специфические (по сравнению с традиционными объектами управления) свойства, приведенные ниже. Каждое из указанных свойств может быть охарактеризовано следующим образом:

2) эволюционность заключается в изменении состава элементов ГТС и структуры связей между ними во времени; изменение свойств и состояния технологических элементов ГТС при их взаимодействии, изменение состава перекачиваемого газа, совершенствование методов и средств управления:

3) многокритериальность функционирования обусловлена наличием разнообразных целей функционирования и необходимостью использования различных качественных критериев для оценки рациональности принимаемых управляющих решений, наличием противоречивых критериев при выборе управлений в некоторых ситуациях:

т.е. выбор критерия управления существенно зависит от интуиции диспетчера.

4) нестационарность (переходные процессы распространяются по длине газопровода весьма медленно) системы обусловлена изменением параметров ГТС и переменных, описывающих состояния во времени:

изменением потребления и поставок газа, погодных условий, случайными возмущениями, управляющими воздействиями и другими причинами. В основном, газопроводы работают в нестационарных режимах.

Отмеченные выше и другие особенности, приведенные в диссертации, необходимо учитывать при построении систем управления объектами газотранспортной системы. Данные особенности технологических процессов транспорта газа накладывают серьезные ограничения на системы управления этими процессами, придавая каждой системе как общие для конкретного процесса, так и специфические, присущие только ей, черты.

Когда речь идет об управленческих решениях в системе перераспределения потоков транспорта газа, не бывает единственного критерия оценки принятого решения, приходится решать многокритериальную задачу:

загрузка...