Соколов Дмитрий Витальевич. Методическое и программное обеспечение для оптимизации параметров теплоснабжающих систем

Короткий опис

Соколов, Дмитрий Витальевич. Методическое и программное обеспечение для оптимизации параметров теплоснабжающих систем : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.18 / Соколов Дмитрий Витальевич; [Место защиты: Ин-т систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН].- Иркутск, 2013.- 138 с.: ил. РГБ ОД, 61 13-5/1937

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева
Сибирского отделения Российской академии наук
На правах рукописи
04201359427
Соколов Дмитрий Витальевич
МЕТОДИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ
ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ СИСТЕМ
Специальность 05.13.18 — Математическое моделирование,
численные методы и комплексы программ
Диссертация
на соискание учёной степени
кандидата технических наук
Научный руководитель д.т.н., профессор В. А. Стенников
Иркутск — 2013 
Оглавление
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПОЛОЖЕНИЯ
И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИОННОЙ
РАБОТЫ 11
1.1 Обзор существующих методов решения задач оптимизации
параметров трубопроводных систем 11
1.2 Обзор существующего программного обеспечения 18
1.3 Проблемы разработки и развития программного обеспечения 21
1.4 Выводы по главе и постановка задач исследования 29
2 МОДЕЛИ, МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ДЛЯ
ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОСНАБЖАЮЩИХ
СИСТЕМ 33
2.1 Постановка задачи оптимизации параметров теплоснабжаю¬щих систем 33
2.2 Описание использованных методов решения задач оптимиза¬ции параметров теплоснабжающих систем 37
2.3 Предлагаемая методика решения задачи оптимизации пара¬метров многоконтурных теплоснабжающих систем 46
2.4 Новые алгоритмы оптимизации параметров теплоснабжаю¬щих систем 58
2.5 Применение параллельных вычислений для ускорения вы-числительного процесса 65
2.6 Выводы по главе 72
3 МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ ПРОГРАМ¬МНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ 75
3.1 Концепция модельно-управляемой архитектуры как основа
предлагаемого методического подхода 75
з
3.2 Принципы построения инструментальной платформы для раз¬работки программного обеспечения 89
3.3 Программно-вычислительный комплекс СОСНА-М 97
3.4 Выводы по главе 102
4 ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДИЧЕСКОГО И ПРОГРАММ¬НОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 105
4.1 Оценка адекватности и эффективности разработанных алго¬ритмов 105
4.2 Реконструкция теплоснабжающей системы Центрального и
Адмиралтейского районов Санкт-Петербурга 112
4.3 Оптимальная реконструкция теплоснабжающей системы Брат¬ска 118
4.4 Оптимальная реконструкция теплоснабжающей системы по¬сёлка Магистральный 123
4.5 Выводы по главе 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 130

Список літератури

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе получены следующие наиболее важные ре¬зультаты.
1. Разработана новая методика решения задачи оптимизации парамет¬ров многоконтурных ТСС, основанная на многоуровневой декомпо¬зиции модели тепловой сети, которая позволяет от исходной задачи перейти к подзадачам меньшей размерности и сложности.
2. Разработаны новые алгоритмы численного решения задач оптими¬зации параметров разветвленных и многоконтурных ТСС на базе методов теории гидравлических цепей, позволяющие решать задачи с учетом многоуровневой декомпозиции модели тепловой сети: а) эф¬фективный алгоритм метода многоконтурной оптимизации, позволя¬ющий при решении задачи учитывать различную скорость сходимо¬сти вычислительного процесса для иерархических уровней модели; б) параллельный алгоритм, реализующий метод динамического про¬граммирования и обладающий высоким быстродействием
3. Разработан методический подход к реализации программного обес¬печения для решения задач оптимального развития и реконструкции ТСС, основанный на применении концепции модельно-управляемой архитектуры, метапрограммирования и формализованных знаний в ви¬де онтологий.
4. Разработаны программные компоненты, содержащие реализации пред¬ложенных в работе алгоритмов.
5. Реализован программный комплекс СОСНА-М, основанный на мето¬дическом обеспечении, созданном в рамках выполненной работы.
6. Разработанное методическое и программное обеспечение применено при подготовке рекомендаций по оптимальной реконструкции реаль¬ных ТСС.
7. Результаты работы применены в проекте по гранту РФФИ № 13-07- 00297 (2013 г.) и проекте по гранту программы Президиума РАН №15 (2012-2013 гг.).