Автоматизация и гибридное моделирование дискретно-непрерывных технологических процессов управления транспортом газа

• Автор: Рощин, Алексей Владиславович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ

1.1. Характеристика технологических процессов транспорта газа

1.2. Диспетчерское управление объектами транспорта газа

1.3. Свойства технологических объектов транспорта газа.

1.4. Многокритериальная оптимизация и процедуры принятия решений по управлению ГТС.

1.5. Расчетная модель стационарного режима газовых поотоков

1.6. Анализ принципов создания систем поддержки принятия решений

Выводы по главе 1

2. ФОРМАЛИЗОВАННОЕ ПРОЦЕССНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ.

2.1. Разработка формализованного мул ьти графового представления газотранспортной системы.
2.2. Формирование процессного описания поведения динамической модели газотранспортной системы.
2.2.1. Действия над процессами.
2.2.2. Формальное определение процесса.
2.2.3. Понятие трассы процесса.
2.2.4. Замена состояний процесса.
2.3. Процессное описание моделей компонентов газогранспортиой системыбО
2.3.1. Модель изотермического движения газа
2.3.2. Расчетная модель квазистационарного режима
2.4. Операции над процессами компонентов ГТС.
Операции на процессах с СО.
Преобразование процессов с передачей сообщений в процессы с СО
2.5. Агрегирование моделей технологических процессов транспорта газа Выводы по главе 2
3. РАЗРАБОТКА ДИСКРЕТНОНЕПРЕРЫВНОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ НА ОСНОВЕ ГИБРИДНОЙ АВТОМАТНОЙ СХЕМЫ.
3.1. Обобщенный гибридный автомат мультиграфовой модели
3.1.1. Гибридное время.
3.1.2. Правила интерпретации протяжки времени гибридного автомата
3.1.3. Принцип синхронной композиции гибридных автоматов.
3.1.4. Правила интерпретации синхронного параллельного гибридного
автомата.
3.2. Объекты формирования управляющих воздействий
3.2.1. Моделирование ГПА и компрессорных станций.
3.2.2. Моделирование газораспределительных станций.
3.2.3. Моделирование подземных хранилищ газа
3.3. Задача управления потоками в газотранспортной системе
3.3.1. Формализованное представление управляемой сети.
3.3.2. Пример расчета вектора управления
3.3.3. Постановка задачи выбора управляющих воздействий для
перераспределения потоков.
Выводы по главе 3
4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ДИСКРЕТНОНЕПРЕРЫВНОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ
4.1. Программные аспекты моделирования и создания систем поддержки принятия решений управления ГТС.
4.2. Алгоритмическая структура гибридного дискретнособытийного моделирующего алгоритма.
4.3. Практическая реализация результатов работы для газотранспортного предприятия и в учебном процессе
4.3.1. Гибридное моделирование в системах поддержки принятия диспетчерских решений.
4.3.2. Интегрированная среда моделирования в тренажерных комплексах и
Выводы по главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


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. Материалы диссертации отражены в 9 печатных работах. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 5 страницах машинописного текста, содержит рисунков, 2 таблиц, список литературы из 3 наименований и приложения. В первой главе диссертации проводится системный анализ методов и моделей управления газотранспортной системой. Компрессорная станция, на выходе которой поддерживается заданное давление газового потока и другие. Так, компрессорные станции (КС) являются одним из ключевых звеньев газотранспортной системы (ГТС) ОАО «Газпром», обеспечивают поддержание заданного давления газа в магистральных газопроводах. ОАО «Газпром» эксплуатирует более 0 компрессорных станций (КС), большинство из которых состоят из нескольких цехов, обеспечивающих транспорт газа одновременно по нескольким ниткам магистральных газопроводов. В каждом цехе присутствует сменный персонал, координацию работы которого осуществляет оператор! Контроль и управление всеми цехами и другими службами компрессорной станции осуществляет диспетчер ЛІТУ. Схема управления несколько усложняется в случаях, когда ЛПУ эксплуатирует несколько компрессорных станции. В таком случае для управления компрессорными станциями на удаленных площадках вводятся дополнительные диспетчерские пункты. Рис. ЦДП ГТП) - Диспетчерский пункт ЛПУ - ДП удаленной компрессорной станции (при наличии таковой) - ДП компрессорного цеха. Структура типовой системы управления в границах ЛПУ представлена на рис. Задачей ОАО «Газпром» в целом и отдельных дочерних предприятий является обеспечение бесперебойной подачи газа потребителям с минимальными затратами на транспортировку природного газа. Газ должен быть доставлен потребителям экономически эффективным путем с соблюдением все возрастающих требований по повышению надежности и безопасности поставок. Единой системы газопроводов (ЕСГ) России, основу которой составляет газотранспортная сеть, снабжающая потребителей газом с месторождений Тюменской области, Республики Коми, Оренбургской и Астраханской областей. ЕСГ, включающая промыслы, магистральные газопроводы и подземные хранилища газа, функционирует как единый технологический и хозяйственный комплекс высокой надежности. Особое значение в отрасли играет задача транспортировки газа. Газотранспортные системы — важнейшая составляющая ЕСГ России. Средняя дальность транспортировки газа для внутреннего потребления и поставок газа на экспорт составляет на территории России около км. Транспортировка осуществляется при помощи более 0 компрессорных станций общей установленной мощностью ,8 млн. Вт[9]. В транспорте газа сосредоточены две трети всех основных фондов ОАО «Газпром». Более 0 компрессорных цеха, в которых установлено более газоперекачивающих агрегата общей мощностью млн. ГРС). Двадцать два газотранспортных и газоперерабатывающих предприятия обеспечивают бесперебойную подачу газа предприятиям Российской Федерации, в страны ближнего и дальнего зарубежья. В связи с удаленностью основной сырьевой базы от потребителей природного газа средняя дальность его транспортировки постоянно увеличивается, и в настоящее время составляет км. Магистрали газотранспортной системы ОАО «Газпром» продолжают развиваться и совершенствоваться. СРТО-Омск-Новосибирск», «Починки-Ярославль» «Сахалин-Хабаровск-Владивосток» и многие дугие. Компрессорная станция - это наиболее сложная часть газотранспортной сети и ее управление носит многоуровневый характер: станция в целом, компрессорный цех, газоперекачивающий агрегат и вспомогательные системы. С уровня ЛПУ МГ осуществляется контроль и управление линейной частью магистрального газопровода, может контролироваться работа КС. Современная микропроцессорная техника делает возможным оставить диспетчера на уровне ЛПУ МГ, КС, а ниже перейти на автоматические системы контроля и управления. Транспорт газа представляет собой сложный технологический процесс, оперативное управление и диспетчерский контроль которым осуществляется на нескольких иерархических уровнях.