Содержание к диссертации
Введение
1. Общая задача оперативного управления газоснаб жением ГДР 8
1.1. Специфика газоснабжения в ІДР 8
1.1.1. О системе искусственного газа ( S G ) 8
1.1.2. 0 системе местного природного газа ( EEG ) . 11
1.1.3. 0 системе импортного газа ( IEG ) 12
1.2. Методы контроля и управления газотранспортной системой ГДР 14
1.3. Особенности задачи оперативного управления в условиях неполной информации 22
2. Дополнение исходных данных на основе прогноза газопотребления 33
2.1. Факторы колебания процесса газопотребления и их влияние на газоснабжение 33
2.2. Границы применяемой в ГДР модели прогноза газопотребления 42
2.3. Оперативное прогнозирование 47
2.3.1. Оперативное предсказание объема газопотребления 47
2.3.2. Оперативное определение газопотребления..,. 62
3. Исследование процессов транспорта газа в газовых сетях при нестационарных начальных условиях ме тодом смены стационарных состояний 80
3.1. Методики расчета неустановившихся режимов на приме ре газоснабжения ГДР 80
3.1.I. Конечно-разностная схема расчета 80
3.1.2. Решение линеаризованного уравнения теплопроводности 84
3.1.3. Расчет по методу обратного преобразования Лапласа 90
3.2. Метод смены стационарных состояний при неустановившихся начальных условиях 92
3.3. Оценка запаса газа в разных областях сети на основе экспертных оценок 105
3.4. Оптимальное управление газовой сетью в нестационарном режиме методом скользящего усреднения 129
Выводы 144
Литература 145
Приложение 154
- Методы контроля и управления газотранспортной системой ГДР
- Границы применяемой в ГДР модели прогноза газопотребления
- Метод смены стационарных состояний при неустановившихся начальных условиях
- Оптимальное управление газовой сетью в нестационарном режиме методом скользящего усреднения
Введение к работе
Потребление газа в ГДР на топливные нужды, а также для химической промышленности растет с каждым годом быстрыми темпами. Так, за прошедшие десять лет потребление газа увеличилось в четыре раза. В течение следующей пятилетки предусмотрено дальнейшее значительное увеличение потребления газа на коммунально-бытовые и промышленные нужды страны.
С 1973 года началась поставка природного газа из Советского Союза. Так что существующие системы искусственного и низкокалорийного местного природного газов дополнились системой высококалорийного импортного природного газа. В этой пятилетке поставки возрастали в соответствии с Генеральным Соглашением о строительстве магистрального газопровода Оренбург - западная граница СССР, подписанным на ХШ Сессии Совета Экономической Взаимопомощи.
Таким образом, есть все предпосылки для решения задач дальнейшей газификации, поставленных ЦК СЕПТ перед страной, и направленных на улучшение условий труда и быта трудящихся.
В связи с этим перед Газовой промышленностью ГДР ставятся новые задачи по повышению эффективности работы существующих систем газоснабжения. Поэтому для обеспечения подачи газа потребителям необходимо всемерно развивать и улучшать сеть магистральных газопроводов.
Однако, бесперебойный режим перекачки газа требует согласованной работы всех без исключения подразделений магистрального газопровода. Последнее немыслимо без создания автоматизированных систем управления.
В настоящее время в ГДР диспетчерские службы газоснабжения работают на основе расчетов транспорта газа при установившемся режиме работы газопроводов. При внедрении автоматизированной системы управления, АСУ магистральных газопроводов ГДР, ввод в действие которых предусмотрен в нынешней и следующей пятилетке, возникает необходимость создания математической модели отдельных элементов и системы газоснабжения в целом.
Для АСУ газопроводов это, в основном, алгоритмы идентификации параметров газопровода, оптимального управления, расчет аварийных ситуаций, распределения газа и т.д.
Решение поставленных задач осложняется тем, что режим работы газотранспортных систем является неустановившимся, в основном, из-за неравномерного газопотребления большинством объектов газоснабжения ГДР. Очевидно, что разработка методик расчетов процессов транспорта газа по трубопроводам, работающих в неустановившихся режимах, является одной из важнейших задач создания АСУ газоснабжения. Учет нестационарноети в практике диспетчерского управления позволит значительно повысить надежность газоснабжения и экономичность процессов транспорта газа. Последнее утверждение вытекает из того факта, что в настоящее время большинство газопроводов в ГДР и СССР работают с наличием резервов по управлению. Это объясняется, с одной стороны, постепенным истощением действующих газовых месторождений (на севере ГДР), с друтой стороны, неравномерностью поставок газа и его потребления и т.д.
При создании метода оперативного анализа и синтеза режимов работы газопроводов решаются такие задачи, как, например:
а) математическое описание характера газопотребления и раз работка методов его прогнозирования;
б) разработка математического описания нестационарных процессов в системе транспорта газа и решение проблемы стационарности начального режима;
в) учет реального состояния системы газопроводов в условиях неполной информации.
Кроме того, необходимо решить еще целый ряд вопросов, касающихся оптимизации режимов работы системы транспорта газа. Переменный отбор газа промышленными и коммунально-бытовыми потребителями (рис.1! является основной причиной нестационарности работы газопровода.
Кроме того, влияние на не стационарность процесса оказывает целый ряд других причин, как, например, изменение режима, вносимое обслуживающим персоналом в процессе управления системой дальнего транспорта газа.
Целью диссертационной работы является разработка методов оптимизации технологических процессов транспорта и распределения газа с учетом специфики газового хозяйства ГДР. Данная работа рассматривает вопросы оптимизации технологического процесса транспорта и распределения искусственного газа в условиях неполной информации о состоянии газотранспортной системы. В диссертационной работе решаются следующие задачи.
1. Прогнозирование газопотребления.
2. Отыскание решений уравнений течения газа при неустановившихся начальных условиях методом смены стационарных состояний.
3. Оптимизация режимов транспорта газа при нестационарном газопотреблении в сложных закольцованных сетях.
На основании анализа особенностей задач оперативного управления газоснабжением ГДР в первой главе работы приводятся требования к предлагаемому методу оценки состояния сети. Вторая глава посвящена вопросам расширения набора исходных данных путем прогнозирования газопотребления для перехода из области неполной в область достаточной информации. Понятие "достаточная информация" зависит во многом от требований модели описания газотранспортного процесса. Требования предложенной в третьей главе модели на основе метода смены стационарного состояния согласованы с имеющимся набором данных.
Методы контроля и управления газотранспортной системой ГДР
Исходным пунктом контроля и управления, а также планирования процесса газоснабжения является политика в энергетической области, направленная на: - приоритетное использование собственных ресурсов; - на покрытие возрастающей потребности населения и планомерное развитие потребления промышленностью; - на эффективное использование энергии; - на понижение специфического расхода энергии в производстве; - на устранение бесхозяйственного использования энергии. Для проведения в жизнь этих принципов установлены следующие предпосылки: - каждый отпуск энергии требует согласия соответствующих органов, указания министра для угля и энергии; - на этой основе предприятия централизованного управления получают обязательный годовой и месячный лимит, который является верхним лимитом разрешенной энергии. Проведение этих предпосылок требует конкретных согласований с потребителями на всех этапах планирования, точного контроля процесса газоснабжения при помощи месячного учета расхода. Перерасход лимита преследуется санкциями. Этот порядок относится ко всем энергоносителям и, конечно, к искусственному и природному газам. Для проведения этого порядка установлены государственные правила. При помощи этих методов и широкой пропаганды бережливого расхода энергии и устранения ее бесхозяйственного использования достигнуто при запланированном развитии хозяйства даже частичное уменьшение спроса на газообразное топливо по сравнению с прошлыми годами. Процесс планирования производства искусственного и природных газов осуществляется через ЦПУ, выполняющее государственные обязанности балансирующего органа. Планирование происходит в сотрудничестве со следующими органами: - Государственной плановой комиссией, - Министерством для угля и энергии, - Центральным ведомством Совета Министров ГДР по рациональному использованию энергии; - Газовым комбинатом Шварце Пумпе, как ответственного за производство энергоносителя газа. В эту систему планирования и контроля вовлечены 157 комбинатов народного хозяйства. При этом влияние ЦЦУ осуществляется через установление лимитов, с одной стороны, для комбинатов и, с другой стороны, для всех 15 энергокомбинатов, снабжающих население, а также мелкие и средние промышленные потребители.
ЦДУ, вследствие этого, непосредственно влияет на развитие потребления и государственное планирование. Таким образом, влияние идет также на развитие пикового потребления в зимних месяцах и на высокую нагрузку мощности производителей в летнем периоде. На основе поставок импортного газа, добычи местного природного газа, а также развития производства искусственного газа формируется структура потребления. По развитию этой кривой годового отбора вытекает необходимость объема ПХГ, об установках производства пикового газа, а также с нужным развитием сетей. Плановыми сроками являются: - пятилетний план, - годовой план народного хозяйства, - квартальные планы. Дальнейшая конкретизация годового или квартальных планов осуществляется через краткосрочные месячные, недельные и суточные балансы. Пятилетним планом определяется развитие структуры газового хозяйства, в особенности развитие структуры потребления для всех 3 источников газа, производственных мощностей газовых промыслов, развитие подземных хранилищ газа и сетей. Основой организации процесса газоснабжения является годовой план. Исходными пунктами при его разработке являются: 1. Основные задания пятилетнего плана. 2. Анализ процесса газоснабжения за предыдущий период. S. Потребности народного хозяйства. 4. Требования интенсификации газоснабжения и рационального использования энергии. При разработке годового плана основными этапами являются: 1. Составление предварительного баланса года. В этот баланс входят данные газопотребления за предыдущие годы и намеченное развитие системы газоснабжения. 2. Уточнение предварительного баланса с учетом рационального использования энергии и других требований. На основе уточненного баланса потребителям формируется ограничение по энергозатратам. 3. В результате утверждения этих планов составляется конкретный годовой план потребления энергии и передается комбинатам и предприятиям как обязательный государственный лимит. Указанные в годовом плане количества энергии являются государственно обязатель-
ными контингентами и представляют собой верхний лимит отдельного энергоносителя. Такие конкретные предписания требуют по возможности точного определения народнохозяйственного необходимого потребления энергии. Для этого применяются 2 принципиально различных метода: 1. Определение потребления на основе показателей энергорасхо да и норм для производственных и тепловых процессов. Это относится в первую очередь к предприятиям централизованного управления и ко всем потребителям с отпущенными контингентами. Показатели энерго расхода содержат специфическую энергопотребность производственных единиц или производимых продуктов. Они устанавливаются поагрегатно и подлежат постоянному контролю и воздействию со стороны руководства и общественных органов. Энергопотребность этих потребителей определяется расчетным путем на основе запланированного результата производства, а также целей эффективного использования энергии и с учетом их температурной зависимости. 2. Определение потребности населения и коммунальных потребите лей на основе оценок развития, а также заранее установленных на правлений развития в использовании газа. На этот круг потребителей сильное влияние оказывают погодные условия и время года. Опыт ГДР показывает, что для планирования режима газопотребления в отдельных месяцах достаточно учитывать среднемесячную температуру на территории ГДР, определенную по статистическим данным прошедших 50 лет. Она каждый год уточняется. В январе расчет идет с температурой -0,8С, в феврале - с температурой +1,8С. Помимо общего месячного объема газопотребления в каждом месяце определяется максимальный суточный расход газа. Для этого установ лен показатель, выражающий изменение расхода при изменении температуры на I градус. В системе искусственного газа этот показатель равен, например, за зиму 1980/81 500000 м3/С
Определение максимального суточного расхода при экстремально низких температурах наружного воздуха производится при помощи этого показателя, исходя из среднего расхода газа в будни.
В настоящее время проводятся исследования для определения области линейной зависимости газопотребления от температуры и ее пределов, выражающихся в переходе к температурно независимому газопот-реблению.
Специфика структуры потребителей в ГДР состоит в том, что для потребителей местного и импортного природного газа применяется, в основном, первый метод.
Опыт 1980 года показал, что благодаря усилиям потребителей с целью снижения расхода энергии использовались только 90-95$ отпущенного лимита. Газопотребление в зимние месяцы понизилось вследствие повышения температуры выше средней. Поэтому план поставки энергоносителей после зимнего полугодия уточняется по кварталам. Для повышения точности панирования разрабатываются программы обработки на ЭВМ, позволяющие:1. Усилить постоянное, конкретное влияние на развитие газопотребления в комбинатах и предприятиях за все время составления плана;2. Обоснованно разработать и отпустить лимиты, направленные на рациональное использование энергии;3. Облегчить составление документов планирования комбинатов . и предприятий в расшифровке до месяца и провести лучший контроль.Конкретная реализация процесса газоснабжения происходит на основании документов. Из месячного плана составляют суточный план
Границы применяемой в ГДР модели прогноза газопотребления
Применяемая в ГДР программа прогноза газопотребления /72/ позволяет осуществить предсказание суточного газоотбора при помощи методов аналитической регрессии /81/. Основой этой регрессии является информация о предыстории; эта информация состоит из данных, влияющих на ожидаемое газопотребление. Определяемые данные хранятся в ЭВМ и используются для исследования ситуации ожидаемого и какого-то аналогичного, прошедшего дня, что выражается весом влияющего фактора.
Количество информации определяется из данных о параметрах и признаках прошедших дней. В частности, это означает, что в архиве данных сохраняется следующая информация о каком-то прошедшем дне: - дата, - признак дня (выходной, будничный, праздник), - среднесуточная температура, - минимальная суточная температура, - среднесуточная температура прошедшего дня, - минимальная суточная температура прошедшего дня, - температура грунта, - средняя скорость ветра, - газоотбор данного дня, - газоотбор прошедшего дня, два и три дня назад.
Особое внимание следует уделить сравнимости при выборе тех дней, которые запоминаются. Сравнимость достигается при соблюдении одинаковых методологических и других внешних признаков, определяющих газоотбор данных дней. От однородности архивных данных во многом зависит достоверность предсказания.
Поэтому рекомендуется простой регрессией установить зависимость меаду газопотреблением и влияющим фактором, чтобы исключить те данные, которые по своим характерам не отвечают требованию однородности по одному, либо другому признаку отбора. Другой важный момент создания однородности состоит в исключении фактора естественного прироста газопотребления (развития) из общего объема газопередачи.
Оценка актуальности набора архивных данных для пригодности предсказания производится при сравнении параметров, вложенных в архив и ожидаемого дня. При этом временной разрыв между вложенными в архив и ожидаемыми днями не учитывается. Исходя из того, что значимость подчиняется закону Вайбуллу /87, 88/, т.е.где:Ь - значимость, которая I =0, если d пределов при Aj, А2 О J =1, если СІ = 0.
Значимость в определяется для каждого фактора влияния в отдельности. Она зависит от того, какая разность наблюдается между уже реализуемой величиной X предшествующего периода (например, температура грунта) и соответствующей величиной предсказуемого дня. Так, значимость Ь: і-го архивного дня по j -ой влияющей величине получается представлением удельной величины d: в виде: dв уравнении значимости.
Параметры Aj, А2 уравнения значимости определяются аналитическим путем для каждой величины X: в отдельности по известному методу /62/.
Уравнение предсказания суточного газоотбора пишется как регрессия типаКоэффициенты регрессии BQ , By. 4 , В-, получаются как решение частной задачи экстремального оптимума по Гауссу:гдеX . - факторы влиянияX N - целевая величина (суточный газоотбор) G j - все архивные данные. Специфика задачи оптимизации заключается в определении таких G: архивных данных, которые позволяют достичь минимума целевой функции при реализации влияющих факторов в окрестности.
Проблема минимума решается путем нахождения частных производных функционала по неизвестным коэффициентам регрессии и получаемой линейной системе уравнений.В матричной форме решение проблемы минимума по Гауссу представляется так:
Является диагональной матрицей размерностью М, величина элементов главной диагонали которой представляет собой перечень глобальных весов М архивных данных. Матрица А является симметричной матрицей размерностью ( fsk+ I).
Матрица определяется по методу Гаусса-Жордана /72/ по первым строкам и столбцам.Таким образом определяются неизвестные коэффициенты функциипрогноза. Подстановкой текущего значения факторов влияния получается ожидаемое газопотребление предсказуемого дня.
Представляемые уравнения моделируются в ходе применения. Во-первых, в программе не учитываются такие факторы влияния, которые не находятся в архиве, или вернее, в наборе влияющих факторов вообще. Во-вторых, не учитываются такие влияющие факторы, воздействие которых на целевую функцию находится ниже порога чувствительности. Для этого предусмотрена в программе проверка достоверности по ФИШЕРУ /8?/. В-третьих, исключаются линейные зависимости между фактором влияния, так как линейные зависимости, как известно, снижают ранг матрицы А.
В-четвертых - матрица А подвергается преобразованию, в результате которого определяются коэффициенты влияния /79, 80/.
Большое число входящих факторов, их разное влияние на целевую функцию, а также их исключение по тем или иным причинам приводит к огромному объему вычислений, притом, с ростом влияющих факторов, точность предсказания не возрастает. Сопоставление величины газоотбора по предсказанию и замеру показали большое отклонение. Причина отклонения заключается в том, что нет двух одинаковых по всем параметрам суток в течение года. Искажение также наблюдается по той причине, что развитие газоотбора по административным причинам (например регулирование) не учитывается в программе, хотя оно в действительности имеет место.Ввиду модификации программы внесены также дополнительные источники ошибок.
В общем, из-за громоздкости объема исходных параметров, вычислений и ограничений данная программа не могла найти применения для целей диспетчерского управления сетями. Практика показала, что отклонения предсказуемой от истинной величины достигала нередко 40$, иногда даже 60-70$.
Поэтому требовалась разработка более простого, надежного метода прогнозирования газопотребления, отвечающего требованиям к точности и быстроте диспетчерского расчета определения ожидаемого газопотребления.2.3. Оперативное прогнозирование2.3.1. Оперативное предсказание газопотребления
Действующее оперативное предсказание газопотребления должно основываться на том объеме данных, которым располагает диспетчерский центр без привлечения дополнительных материальных и людских ресурсов.
Кроме того, объем данных должен охватить достаточное количество, которое при помощи известных методов оценки (например, по Айткену) /83/ может давать статистически достоверный прогноз.
Газопотребление какого-то прошедшего дня определяется по значениям уже реализованных случайных входных параметров X j с ве-сом a j и их погрешностями U j . Погрешности U представляют собой "белый шум" с нормальным распределением и нулевым математическим ожиданием, т.е.где размерность матриц Y , А, X и U вытекает из вышеизложенного описания (2.3.4).Таким образом, проблему прогноза газопотребления можно сформулировать: исходя из имеющегося газоотбора временного ряда от I до Т надо найти такой вектор весов А для момента Т, который минимирует вектор ошибок и , т.е.
Метод смены стационарных состояний при неустановившихся начальных условиях
В задачах потокораспределения в сетях широкое распространение получил метод Добачева-Кросса /3/. Этот метод, будучи очень удобным для расчетов вручную, сохранил свое значение и при использовании ЭВМ из-за простоты и единообразия расчетных формул. Метод Лобачева-Кросса представляет собой совокупность приемов для решения системы линейных и нелинейных алгебраических уравнений.
Уравнения баланса расхода в узлах, выражающее I закон Кирхгофа, записывается в следующем виде:Решение задачи протокораспределения методом Лобачева-Кросса происходит итеративным путем постепенного приближения через поправочные коэффициенты.1. Задается некоторое приближенное начальное решение задачи, удовлетворяющее уравнениям баланса расхода в узлах.2. Линеаризация исходной задачи и получение системы линейных уравнений для поправок б \ к заданным начальным расходам, число этих уравнений равно числу участков сети.
Рассмотрим приближенный метод определения поправок контурных расходов на каждом шаге итерации. Часто применяют лишь те методы,Поправки, найденные по формулам(3.2.17 необходимо внести в значения расходов & линий сети. Поправки на каждом шаге можно вносить во все участки сети или в некоторые из них. В зависимости от этого можно получать различные методы, которые будут отличаться условиями сходимости и числом итераций, требуемых для получения решения с заданной точностью.
В литературе /3/ применяются обычно три метода:а) метод одновременного внесения поправок во все контуры сети (метод Лобачева-Кросса);б) метод последовательного внесения поправок во все контурысети;в) метод внесения поправок в контур с максимальной невязкой.Анализ результатов расчета показывает, что наиболее эффективным оказался метод б). Характерной особенностью метода последовательного внесения поправок во все контуры сети является быстрая сходимость, т.е. для увязки с одной и той же точностью требуетсямало итераций. Для одной итерации этим методом требуется столько же операций, сколько и в методе Лобачева-Кросса.
При составлении программы для ЭВМ он также прост в реализации, как метод Лобачева-Кросса. Метод б) сходится и тогда, когда метод Лобачева-Кросса расходится /3/.
Более быстрая сходимость методов последовательного внесения поправок по сравнению с методом Лобачева-Кросса объясняется в частности тем, что здесь учитывается косвенное влияние контуров друг на друга на каждом шаге итерации. Это влияние проявляется в том, что при расчете любого к-го контура фактически используются результаты расчетов предыдущих (к-I) контуров.
Из сказанного следует, что метод последовательного внесения поправок может быть с успехом использован вместо метода Лобачева-Кросса не только при счете на ЭВМ, но и при проведении расчетов вручную.
Величины JVK В ЭТИХ формулах определяются следующим образом: + I если направление расхода в t -том участке совпадает со знаком поправки д контурного расхода в к -м кольце- I если направление расхода в і -том участке противоположно знаку поправки в к-м кольце.
Вычисляем величины ahrt и А„ „ для второго кольца, используя уже полученное значениеРасчетные и измеренные в точках сети давления сравниваются. В настоящее время наблюдается за давлением примерно в 30% всех узлов системы искусственного газа главным диспетчерским управлением в Берлине. Перераспределением величины ар по участкам приближают расчетные к измеренным контрольным давлениям.
Повторное распределение ор как внешняя итерация требует знания о гидравлическом характере рассматриваемой сети. Формализация такого подхода пока очень трудна, так как она требует знания предыстории и всех случайных изменений внешних условий процесса газоснабжения. Поэтому определяющая роль при распределении Ор играет знание диспетчеров о реакции сети на внешние воздействия. В силу их случайного характера и большого числа возможных воздействий имеет место случайный характер процесса потокорас-пределения в системах транспорта газа и отсюда все трудности математического представления этого процесса.
Практика показала, что распределение "лишнего" газа в сети происходит неравномерно как по районному, так и по временному разрезу. В 3.2 указано на стохастический характер этого процесса,вызванного несоответствием газоотбора из сети и газоподачи в сеть по времени.
Так как распределение количества газа, выраженного по (3.2.7) для одного газопровода, по всей сети происходит под влиянием диспетчерского воздействия неравномерно, то возникает необходимость неравномерного распределения этого превышащего отбор объема газоподачи по разным региональным областям всей сети с таким учетом, чтобы не нарушались условия (3.2.20) при соблюдении измеренного давления в узлах сети.
Таковы условия расчета сети по 3.2 с учетом неравномерности, чтобы получилось удовлетворительное начальное решение потокорас-пределения для дальнейшего использования в нестационарной модели (3.1.2) применяемой в настоящее время в ГДР.Процесс накопления и опорожнения газа в различных областях сети зависит от целого ряда факторов, качественное и количественное влияние которых на процесс пока недостаточно исследовано. Для решения этой проблемы можно применять методы экспертных оценокПусть имеется ряд факторов (1.2, к) в разной степени обладающих одним и тем же качеством В и проранжированных в отношении этого качества пп экспертам.
Оптимальное управление газовой сетью в нестационарном режиме методом скользящего усреднения
В задачах потокораспределения в сетях широкое распространение получил метод Добачева-Кросса /3/. Этот метод, будучи очень удобным для расчетов вручную, сохранил свое значение и при использовании ЭВМ из-за простоты и единообразия расчетных формул. Метод Лобачева-Кросса представляет собой совокупность приемов для решения системы линейных и нелинейных алгебраических уравнений.
Уравнения баланса расхода в узлах, выражающее I закон Кирхгофа, записывается в следующем виде:Решение задачи протокораспределения методом Лобачева-Кросса происходит итеративным путем постепенного приближения через поправочные коэффициенты.1. Задается некоторое приближенное начальное решение задачи, удовлетворяющее уравнениям баланса расхода в узлах.2. Линеаризация исходной задачи и получение системы линейных уравнений для поправок б \ к заданным начальным расходам, число этих уравнений равно числу участков сети.
Рассмотрим приближенный метод определения поправок контурных расходов на каждом шаге итерации. Часто применяют лишь те методы,Поправки, найденные по формулам(3.2.17 необходимо внести в значения расходов & линий сети. Поправки на каждом шаге можно вносить во все участки сети или в некоторые из них. В зависимости от этого можно получать различные методы, которые будут отличаться условиями сходимости и числом итераций, требуемых для получения решения с заданной точностью.
В литературе /3/ применяются обычно три метода:а) метод одновременного внесения поправок во все контуры сети (метод Лобачева-Кросса);б) метод последовательного внесения поправок во все контурысети;в) метод внесения поправок в контур с максимальной невязкой.Анализ результатов расчета показывает, что наиболее эффективным оказался метод б). Характерной особенностью метода последовательного внесения поправок во все контуры сети является быстрая сходимость, т.е. для увязки с одной и той же точностью требуетсямало итераций. Для одной итерации этим методом требуется столько же операций, сколько и в методе Лобачева-Кросса.
При составлении программы для ЭВМ он также прост в реализации, как метод Лобачева-Кросса. Метод б) сходится и тогда, когда метод Лобачева-Кросса расходится /3/.
Более быстрая сходимость методов последовательного внесения поправок по сравнению с методом Лобачева-Кросса объясняется в частности тем, что здесь учитывается косвенное влияние контуров друг на друга на каждом шаге итерации. Это влияние проявляется в том, что при расчете любого к-го контура фактически используются результаты расчетов предыдущих (к-I) контуров.
Из сказанного следует, что метод последовательного внесения поправок может быть с успехом использован вместо метода Лобачева-Кросса не только при счете на ЭВМ, но и при проведении расчетов вручную.
Величины JVK В ЭТИХ формулах определяются следующим образом: + I если направление расхода в t -том участке совпадает со знаком поправки д контурного расхода в к -м кольце- I если направление расхода в і -том участке противоположно знаку поправки в к-м кольце.
Вычисляем величины ahrt и А„ „ для второго кольца, используя уже полученное значениеРасчетные и измеренные в точках сети давления сравниваются. В настоящее время наблюдается за давлением примерно в 30% всех узлов системы искусственного газа главным диспетчерским управлением в Берлине. Перераспределением величины ар по участкам приближают расчетные к измеренным контрольным давлениям.
Повторное распределение ор как внешняя итерация требует знания о гидравлическом характере рассматриваемой сети. Формализация такого подхода пока очень трудна, так как она требует знания предыстории и всех случайных изменений внешних условий процесса газоснабжения. Поэтому определяющая роль при распределении Ор играет знание диспетчеров о реакции сети на внешние воздействия. В силу их случайного характера и большого числа возможных воздействий имеет место случайный характер процесса потокорас-пределения в системах транспорта газа и отсюда все трудности математического представления этого процесса.
Практика показала, что распределение "лишнего" газа в сети происходит неравномерно как по районному, так и по временному разрезу. В 3.2 указано на стохастический характер этого процесса,вызванного несоответствием газоотбора из сети и газоподачи в сеть по времени.
Так как распределение количества газа, выраженного по (3.2.7) для одного газопровода, по всей сети происходит под влиянием диспетчерского воздействия неравномерно, то возникает необходимость неравномерного распределения этого превышащего отбор объема газоподачи по разным региональным областям всей сети с таким учетом, чтобы не нарушались условия (3.2.20) при соблюдении измеренного давления в узлах сети.
Таковы условия расчета сети по 3.2 с учетом неравномерности, чтобы получилось удовлетворительное начальное решение потокорас-пределения для дальнейшего использования в нестационарной модели (3.1.2) применяемой в настоящее время в ГДР.Процесс накопления и опорожнения газа в различных областях сети зависит от целого ряда факторов, качественное и количественное влияние которых на процесс пока недостаточно исследовано. Для решения этой проблемы можно применять методы экспертных оценокПусть имеется ряд факторов (1.2, к) в разной степени обладающих одним и тем же качеством В и проранжированных в отношении этого качества пп экспертам.
Задачи оперативного управления газовыми сетями в нестационарном режиме отличаются своими жесткими требованиями по отношению к исходным данным как по объему, так и по точности. В практике газоснабжения ГДР нашло широкое применение использование прогноза газопотребления в качестве дополнения к исходной информации. Использование вектора расхода U\T расширяет объем исходной информации до такой степени, что задача оперативного управления газоснабжающей системой становится решаемой.
Под оптимальным управлением газовой сетью принимаем проведение диспетчерской службой такой стратегии, которая позволяет соблюдать какой-то установленный режим газоподачи, где параметры активных элементов сети (ПХГ, КС, производители) останутся неизменными в течение длительного срока, а колебания газоотбора выравниваются за счет аккумулирующей способности сети.
