Божинський Іван Андрійович. Моделі і метод оперативного управління регіональними системами газопостачання

brief description

Божинський Іван Андрійович. Моделі і метод оперативного управління регіональними системами газопостачання : Дис... канд. наук: 05.13.06 2006

Божинський І.А. Моделі і метод оперативного управління регіональними системами газопостачання. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2006.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної задачі розробки математичних моделей і методів оперативно-диспетчерського управління технологічними процесами в регіональній системі газопостачання (РСГ) у ринкових умовах.
Досліджено і запропоновано методологію й основні технічні вирішення щодо побудови просторово-розподіленої, багаторівневої системи управління газозбутового підприємства. Реалізовано основні етапи проектування і побудови регіональної автоматизованої системи управління об’єктами газопостачання (РАСУ ОГ) області з використанням геоінформаційних технологій.
Запропоновано стохастичний підхід до вирішення проблеми оперативного диспетчерського управління (ОДУ) режимами транспорту та розподілу природного газу в РСГ. Визначено клас задач оперативно-диспетчерського управління режимами транспорту та розподілу природного газу в РСГ та проведено його структуризацію для реальних умов функціонування РСГ. Досліджено і запропоновано математичні моделі основних елементів розподільчої газової мережі: ділянки газопроводу і регулюючих елементів.
Проведено структуризацію цільової функції та обмежень задачі оперативного планування режимів транспорту та розподілу природного газу в РСГ. Введено та формалізовано критерій технічної стійкості режимів функціонування регіональних систем газопостачання. Наведено математичну постановку, алгоритм та результати вирішення задачі планування раціональних режимів у газовій розподільчій мережі з декількома джерелами.

Дисертаційна робота присвячена дослідженням актуальної для газозбутових підприємств України проблематики: моделюванню стратегії розвитку ГЗП в умовах ринку; методології управління режимами транспорту та розподілу природного газу в РСГ в умовах ризику та невизначеності; вибору і впровадженню моделей та інструментальних засобів оперативного диспетчерського управління режимами і ресурсами РСГ, що забезпечують підвищення якості та ефективності їх функціонування. Проведений у роботі комплекс досліджень дозволив вирішити важливу наукову і практичну задачу розробку математичних моделей і методу оперативного диспетчерського управління потокорозподілом у регіональній системі газопостачання в умовах ризику і невизначеності. Проведені дослідження дозволяють зробити такі висновки:

У результаті аналізу фактичного стану організації управління газозбутовими підприємствами, до складу яких входять регіональні системи газопостачання, розроблено та досліджено декомпозиційну модель стратегії розвитку газозбутового підприємства в умовах ринку, використання якої дозволило: сформулювати мету розвитку ГЗП; визначити набір альтернативних (контрастних) сценаріїв розвитку ГЗП; формалізувати процедуру отримання узагальненого сценарію розвитку ГЗП на основі удосконалення методу оперативно-диспетчерського управління потокорозподілом в системах газопостачання.
Запропоновано стохастичний підхід до вирішення проблеми оперативно-диспетчерського управління режимами транспорту та розподілу природного газу в багаторівневих газорозподільчих мережах, використання якого дозволило представити процес оперативного управління режимами транспорту і розподілу природного газу у вигляді розв’язання двох взаємопов’язаних задач планування режиму і стабілізації режиму, що суттєво підвищує керованість режимами газопостачання в регіональній системі газопостачання.
Вперше розроблено метод оцінювання технічної (режимної) стійкості роботи регіональної системи газопостачання, використання якого дозволило мінімізувати ймовірність переходу на режими байпасування на регулюючих елементах мережі та некерованого обмеження споживачів у природному газі.
Запропоновано та досліджено математичні моделі регулюючих елементів газорозподільчої мережі, використання яких дозволило удосконалити математичну модель сталого потокорозподілу багаторівневої регіональної системи газопостачання та знайти вирішення задачі гідравлічного розрахунку багаторівневої розподільчої газової мережі у вигляді послідовності вирішення задач гідравлічного розрахунку для кожного з рівнів.
Набув подальшого розвитку метод проектування і розробки елементів автоматизованих систем управління багаторівневих регіональних систем газопостачання, який відрізняється від існуючих застосуванням інструментальних засобів сучасних геоінформаційних технологій (єдиного сховища даних з просторовим сервером, засобів проектування геобази даних для використання при клієнт-серверній обробці інформації), а також пропонує систематизацію та класифікацію об’єктів предметної галузі.
Розроблено загальний алгоритм оперативно-диспетчерського управління РСГ та алгоритм розв’язання задачі оперативного планування раціональних режимів у газовій розподільчій мережі з декількома джерелами, що дозволяє реалізувати відповідні елементи підсистеми оперативно-диспетчерського управління РАСУ ОГ.
Результати роботи у вигляді сертифікованих програмних пакетів «Гідравлічний розрахунок газорозподільчих систем», «Гідравлічний розрахунок внутрішньодомової газової мережі» впроваджено у практику роботи ВАТ «Харківгаз» та інших підприємств України, що пов’язані з експлуатацією та проектуванням розподільчих газових мереж (акт впровадження від 16 січня 2006 р.), а також у навчальний процес на кафедрі прикладної математики ХНУРЕ (акт впровадження від 14 червня 2005 р.).