Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Системный анализ, управление и обработка информации

Диссертационная работа:

Саидов Абдурахим. Моделирование и оптимизация режимов функционирования сложных сетевых объектов иерархической структуры (на примере открытых систем теплоснабжения) : ил РГБ ОД 61:85-5/3516

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
Введение 4

Глава I. Состояние проблемы и постановка задачи

исследования 9

  1. Введение 9

  2. Анализ структур городских систем теплоснабжения 9

  3. Тепловые сети как объект управления .... 17

  4. Этапы оперативного управления потокораспре-делением в тепловых сетях 23

  5. Обзор работ по теме.диссертации 29

  6. Основные выводы и постановка задачи.исследования 31

Глава П. Разработка и.исследование математической
модели установившегося потокораспределения в открытых
системах теплоснабжения. 35

  1. Введение 35

  2. Общая математическая модель установившегося потокораспределения.(УПР) в открытых системах тепло- . снабжения 36

  3. Условия наблюдаемости модели установившегося потокораспределения в тепловых сетях 42

  4. Условия идентифицируемости модели установившегося потокораспределения в тепловых сетях 47

  5. Математические модели элементов, открытых . . систем теплоснабжения 50

  6. Математическая модель установившегося потокораспределения в открытых тепловых сетях с активными и. пассивными элементами 55

2.7. Задача анализа потокораспределения в

тепловых.сетях 57

2.8. Гидравлический расчет тепловых сетей с актив
ными и пассивными регулирующими элементами 60

2.9. Пример решения задачи гидравлического расчета . 66
Глава Ш. Построение моделей установившегося потоко
распределения в тепловых сетях 75

  1. Введение 75

  2. Идентификация параметров модели установившегося потокораспределения в тепловых сетях 76

  3. Математическая постановка задачи идентификации состояний установившегося потокораспределения.в теп- . . ловых сетях 89

Глава 17. Оптимизация режимов функционирования

систем теплоснабжения * . . 96

4.1. Введение 96

А.2. Выбор и обоснование локальных критериев
оценки качества и эффективности, функционирования систем-
теплоснабжения 96

  1. Постановка задачи оптимизации режимов. . . функционирования систем теплоснабжения 100

  2. Методы и алгоритмы решения задачи оптимизации режимов функционирования систем теплоснабжения 102

  3. Примеры решения задачи оптимизации режимов . функционирования систем теплоснабжения 106

Заключение . . 119

Литература 121

Приложение 129

2.7. Задача анализа потокораспределения в

тепловых сетях 57

2.8. Гидравлический расчет тепловых сетей с

активными и пассивными регулирующими элементами ...... 60

2.9. Пример решения задачи гидравлического расчета.... 66

Глава Ш. Построение моделей установившегося
потокораспределения в тепловых сетях. . - . 75

  1. Введение 75

  2. Идентификация параметров модели установившегося потокораспределения в тепловых сетях ......... 76

  3. Математическая постановка задачи идентификации состояний установившегося потокораспределения в

тепловых сетях 89

Глава ІУ. Оптимизация режимов функционирования
систем теплоснабжения . 96

  1. Введение 96

  2. Выбор и обоснование локальных критериев оценки качества и эффективности функционирования систем теплоснабжения. * 96

4.3 .Постановка задачи оптимизации режимов

функционирования систем теплоснабжения 100

4.4. Методы и алгоритмы решения задачи оптимизации:

режимов функционирования систем теплоснабжения 102

4.5. Примеры решения задачи оптимизации режимов

функционирования систем теплоснабжения 106

Заключение 119

Литература 121

Приложение 129

Введение к работе:

ХХУІ съезд КПСС поставил задачу дальнейшего развития и интенсификации народного хозяйства страны на основе научно-технического прогресса, уделив при этом большое внимание вопросам экономии и рациональному использованию топливно-энергетических ресурсов.

Значительное место в структуре топливно-энергетических систем занимает класс трубопроводных систем энергетики, к которому относятся системы газо-, нефте-, водо- и теплоснабжения.

Интенсивное развитие жилищного строительства, подключение к действующим сетям новых потребителей топливно-энергетических ресурсов ведет к непрерывному усложнению структуры трубопроводных систем, к увеличению протяженности сетей и повышению мощности источников.

Обеспечение надежности и рациональных режимов работы трубопроводных систем, которые снабжают топливно-энергетическими ресурсами различные категории потребителей, приводит к необходимости проектирования многоуровневых сетей с развитой иерархической структурой, что в свою очередь требует разработки новых методов управления режимами функционирования такого класса систем.

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года", принятых ХХУІ съездом КПСС, ставится задача: "обеспечить дальнейшее развитие централизованного теплоснабжения потребителей путем строительства теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и крупных котельных, снижения удельных расходов топлива и себестоимости электрической и

тепловой энергии"[ I J.

На теплоснабжение народного хозяйства и населения расходуется около 1/3 всех используемых первичных топливно-энергетических ресурсов. Одна из главных тенденций развития централизованного теплоснабжения заключается в укрупнении единичной мощности источников тепла, которое сопровождается увеличением радиуса пере-дачи теплоносителя. Дальность передачи тепла в современных крупных системах составляет 10-20 км., а в отдельных случаях достигает 30 км. Расширение районов теплоснабжения, в свою очередь, приводит к увеличению разности геодезических отметок в отдельных точках сети, к необходимости сооружения многих насосных подстанций [ 65 ] Таким образом, с ростом тепловых нагрузок городов развиваются тепловые сети, что усложняет как их проектирование, так и управление распределением теплоносителя в этих сетях.

В отличие от других инженерных сетей Г 19 ]- электрических, газовых и водопроводных - тепловые сети работают с принудительным регулированием расхода теплоносителя Г 12 ]. Это связано с тем, что отсутствует автоматическое регулирование расхода теплоносителя у потребителей, а также изменение расхода теплоносителя по сравнению с нормой неравнозначно изменению расходов тепла.

В настоящее время наметилась тенденция к возрастанию доли потребления расхода теплоносителя на горячее водоснабжение. Так, в районах нового жилищного строительства годовой отпуск тепла на горячее.водоснабжение достигает сейчас порядка 80% от общего расхода'тепла на отопление[ 65 ]. В связи с этим резко увеличилось влияние суточных изменений расходов теплоносителя на тепловой и гидравлический режим системы отопления.

Указанные особенности развития современных открытых систем теплоснабжения значительно усложняют режимы их работы, затруд-

- б -

няют решение задачи регулирования отпуска тепла и распределение теплоносителя по многочисленным потребителям и требуют экономного расхода тепловой и электрической энергии, научно обоснованной организации режимов ее транспортировки, распределения и потребления.

Решение же этих задач невозможно без совершенствования управления технологическим процессом подачи и распределения теплоносителя на базе современных кибернетических методов и средств вычислительной техники, т.е. без создания современных автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) подачи и распределения теплоносителя в этих системах.

Значительно отстают в области создания АСУ ТП городские системы теплоснабжения.

В последние годы ведутся разработки по автоматизации систем теплоснабжения и теплопотребления в 16 городах Советского Союза, в том числе в г.Ташкенте по решению СМ СССР [ 40 ]

Внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами в практику теплоснабжения позволяет резко повысить технический уровень их эксплуатации, обеспечить значительную экономию топлива. Кроме того, это даст возможность улучшить распределение теплоносителя между многочисленными потребителями, повысить качество отопления зданий, обеспечить комфортабельные температурные условия в отапливаемых помещениях.

Настоящая работа посвящена исследованию и разработке методов моделирования и оптимизации режимов функционирования городских открытых систем теплоснабжения. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

В первой главе "Состояние проблемы и постановка задачи исследования" дана краткая характеристика тепловых сетей как объекта уп-

_ 7 -

равлвния, приведен обзор литературы по методам и алгоритмам моделирования и расчета режимов функционирования тепловых сетей и сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

Во второй главе "Разработка и исследование математической модели установившегося потокораспределения в открытых системах теплоснабжения" разработана математическая модель установившегося потокораспределения (УПР) в открытых системах теплоснабжения, отличающаяся от известных моделей темі что она учитывает иерархическую структуру и допускает произвольное расположение активных и пассивных регулирующих элементов системы, сформулированы условия наблюдаемости и идентифицируемости модели УПР в открытых системах теплоснабжения. Разработаны и исследованы методы и алгоритмы решения задач гидравлического расчета и анализа установившегося потокораспределения в открытых системах теплоснабжения.

Третья глава "Построение моделей установившегося потокораспределения в открытых системах теплоснабжения" посвящена построению математических моделей задач идентификации параметров и состояний установившегося потокораспределения и анализу решения этих задач. Исследованы статистические свойства полученных оценок в зависимости от статистических свойств ошибок моделирования и ошибок измерения.

В четвертой главе "Оптимизация режимов функционирования систем теплоснабжения" рассматривается один из подходов к оптимизации режимов работы открытой системы теплоснабжения в условиях функционирования АСУ TQ. Формализованы критерии качества функционирования в соответствии с основной целью функционирования городских систем теплоснабжения. Сформулирована и исследована задача оптимизации режима работы открытых систем теплоснабжения. Задача оптимизации режимов функционирования сведена к задаче нелинейного математического программирования общего вида. Разработан и иссле-

- 8 -дован алгоритм решения задачи на базе поискового метода деформируемого многогранника с гидравлическим расчетом сети на каждом шаге итерационного процесса.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в разработке новых методов и алгоритмов оперативного управления потокораспределением в открытых системах теплоснабжения на этапе планирования, в том числе:

  1. Исследована и разработана математическая модель установившегося потокораспределения в открытых системах теплоснабжения произвольной структуры, отличающаяся от известных моделей тем, что учитывает иерархическую структуру сетей, допускает произвольное расположение активных и пассивных регулирующих элементов системы.

  2. На базе разработанной модели сформулированы задачи гидравлического расчета и анализа установившегося потокораспределения в открытых системах теплоснабжения. Разработаны и исследованы эффективные по быстродействию и занимаемому объему памяти ЭВМ методы и алгоритмы их решения.

  3. Сформулированы математически задачи идентификации параметров и состояний модели УПР и приведен анализ их решения.

  4. Сформулирована и решена задача оптимизации режимов функционирования открытых систем теплоснабжения. Разработан и исследован алгоритм решения данной задачи, позволяющий обеспечить повышение качества и эффективности их функционирования.

Результаты диссертационной работы реализованы в виде комплекса прикладных программ указанных задач и внедрены в Оргтехстрое ГлавТЭУ Ленгорисполкома с экономическим эффектом 20,88 тыс. рублей в год, ГлавАПУ Ташгорисполкома с экономическим эффектом 32,4 тыс. руб. в год.

- 9 _

Подобные работы
Хафизов Ренат Назипович
Системный анализ, моделирование и оптимизация функционирования систем централизованного теплоснабжения в районах Крайнего Севера
Окладников Сергей Михайлович
Методы унификации информационно-аналитических систем на примере структуры Росстата
Федосеев Сергей Владимирович
Методы и модели управления состоянием систем с переменной структурой на примере вентиляции негазовых шахт
Будовская Лилия Михайловна
Автоматизация анализа структур сложных систем в целях повышения надежности (на примере программного обеспечения)
Абрамов Сергей Юрьевич
Системный анализ, комплексное оценивание, совершенствование учета и управления в системах централизованного теплоснабжения
Тупикин Юрий Викторович
Системный анализ и моделирование оптимизации антиноцицептивной защиты при многократных перевязках в хирургической практике
Сопов Евгений Александрович
Эволюционные алгоритмы моделирования и оптимизации сложных систем
Турдыбеков Камалбек Хамитович
Моделирование и оптимизация класса многофакторных процессов в условиях временного дрейфа (на примере процесса линтерования)
Жукова Светлана Александровна
Моделирование и оптимизация структуры информационного ресурса
Пятаева Елена Владимировна
Моделирование и оптимизация распределенных вычислительных систем

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net