Разработка автоматизированной системы выбора оптимальной схемы газификации регионов

• Автор: Капишников, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ В ОБЛАСТИ РАЗРАБОТКИ СХЕМ ГАЗИФИКАЦИИ РЕГИОНОВ.

1.1. Условия разработки, состав и источники исходных данных

1.1.1. Необходимость разработки схем газификации регионов

1.1.2. Сбор и предпроектная обработка исходных данных.

1.1.3. Расчет и проектирование сети распределительных межпоселковых газопроводов

1.2. Средства автоматизации разработки схем газификации регионов

1.3 Использование современных геоинформационных систем при разработке схем газификации региона

1.3.1 Описание основных принципов организации геоинформационных систем

1.3.2 Основные виды и методологические основы моделирования в ГИС

1.3.3 Функционально моделирующие операции, используемые в разработке схем газификации.
1.3.4 I Цифровое моделирование рельефа
Цели и задачи исследования
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ГАЗИФИКАЦИИ РЕГИОНА.
2.1 Постановка задачи выбора схем газификации регионов с учетом современных требований
2.2. Синтез множества схем газификации региона
2.2.1. Математическая модель задачи синтеза сети с одним источником
2.2.2. Математическая модель задачи синтеза надежной сети.
2.3. Математическая модель синтеза газоснабжающей системы региона с учетом сезонной неравномерности и альтернативного топливопотребления
2.3.1 Альтернативное топливо как средство сглаживания сезонной
неравномерности использования газа.
2.3.2. Математическая модель.
Выводы второй главы
3. АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СХЕМЫ ГАЗИФИКАЦИИ РЕГИОНА
3.1. Алгоритм нахождения годового и максимальночасового потребления газа укрупненными потребителями.
3.2. Алгоритм гидравлического расчета газопроводных сетей
3.3. Технология разработки схем газификации в автоматизированной системе
выбора оптимальной схемы газификации региона.
Выводы третьей главы.
4. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.
4.1. Геоинформационное обеспечение решения задач газификации региона .
4.1.1. Целесообразность компьютеризации процедур проектирования
4.1.2. Особенности информационного обеспечения.
4.1.3. Формирование единой информационной среды
4.1.4. Применение геоинформационных систем ГИС для информационного обеспечения процесса решения задач развития и реконструкции газопроводных сетей.
4.2. Структура информационного обеспечения
4.3. Структура программного комплекса и пользовательский интерфейс
Выводы четвертой главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В этом процессе большое значение имеет активное участие местных региональных администраций как максимально осведомленных в потребностях и перспективах региона. Кроме этого выполняются дополнительные работы по геодезическим съемкам и другие сопутствующие работы. В газоснабжающих организациях региона, а также местных администрациях собираются данные по уже существующим газопроводам, возможностям развития инфраструктуры альтернативных видов топлива и другие данные о социально-экономическом положении района газификации. Проектирование региональных сетей газопроводов регламентируется документами [, ], в которых определена общая схема проектирования газопроводов и необходимые для этого данные. Состав и структура исходных данных представлены в приложении 1 данной работы. Следующим этапом разработки схемы газификации региона является обработка полученных данных. При этом активно используется существующий уже во многих регионах кадастр земель. Этот этап наиболее важен для получения оптимального решения и выбора схемы газификации, так как именно на нем определяются зоны, где возможна и предпочтительна прокладка газопроводов. Кроме этого, на размещение газопроводов существенно влияют экономико-географические условия (концентрация промышленности, наличие инфраструктуры, энергетических и транспортных коммуникаций, трудовых ресурсов), а также природно-климатические, геологические и геокриологические факторы. Особенности прокладки газопроводов заключаются в необходимости учета требований экологической безопасности, достаточной удаленности от жилых и хозяйственных построек, коммуникаций, а также в ограничении допустимой мощности. Эти требования вытекают из соображений безопасности и живучести системы газоснабжения в целом. При этом пропорции закладываемых в проект пропускных мощностей газопроводов необходимо согласовывать с предполагаемыми будущими изменениями условий работы системы в годовом цикле. Эти изменения характеризуются, во-первых, сезонной неравномерностью спроса, изменением пропускной способности газопровода, и, во-вторых, случайной составляющей (случайные отклонения от прогнозируемых уровней при колебаниях метеорологических условий). В настоящее время необходимо учитывать, кроме того, платежеспособность потребителей газа из-за ограниченного финансирования строительства за счет бюджетов всех уровней. Следующим этапом разработки схем газификации являются расчеты на основе полученных исходных данных. Годовые расходы газа для каждой категории потребителей определяются на конец расчетного периода с учетом и на основании плана перспективного развития объектов-потребителей газа. Нормы расхода газа для потребителей, не приведенных в таблице 1 документа [], следует принимать по нормам расхода других видов топлива или по данным фактического расхода используемого топлива с учетом коэффициента теплотворной способности при переходе на газ []. Выбор трассы прокладки сетей распределительных газопроводов среднего и высокого давлений от магистральных газопроводов до укрупненных потребителей осуществляется проектировщиком на основе полученной картографической информации и данных о потреблении и поставках газа в населенных пунктах и других крупных потребителях газа. Гидравлические расчеты газопроводов среднего и низкого давлений выполняются на основе уже упоминавшегося документа []. В нем отражены основные требования и формулы для расчета диаметров и толщин стенок труб на основе информации о составе прокачиваемого газа, давлении и мощности, которые необходимо получить у потребителя. Этот расчет является наиболее трудоемким и в проектных организациях чаще всего его выполняют на основе номограмм и таблиц диаметров или с помощью программных средств, позволяющих более точно рассчитывать необходимые параметры газопроводов. Следующий этап - выбор оптимальной топологии сети. Он чаще всего решается на основе перспективного плана развития региона и исходя из соображений минимизации средств на капитальные вложения при строительстве или на эксплуатацию газопровода при его дальнейшей работе.