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:

Хафизов Ренат Назипович. Системный анализ, моделирование и оптимизация функционирования систем централизованного теплоснабжения в районах Крайнего Севера : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Хафизов Ренат Назипович; [Место защиты: Сам. гос. техн. ун-т].- Самара, 2007.- 179 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/4950

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ОБЗОР МЕТОДОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА И МАТЕМАТИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 10

  1. Методология системного анализа и математического моделирования производственных систем 10

  2. Методы системного анализа деятельности энергетических систем 15

  3. Модели производственных систем в форме производственных функций 18

  4. Идентификация математических моделей производственных систем 23

  5. Методология многокритериального обобщённого оценивания характера централизованного теплоснабжения потребителей 28

  6. Комплексный анализ методов регулирования централизованного теплоснабжения 35

2 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В
РАЙОНАХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА 44

2.1 Географические и климатические условия Надымского района Ямало-

ненецкого автономного округа 44

  1. Характеристика газодобывающей градообразующей организации Надымского района ООО «Надымгазпром» 48

  2. Система управления, производственная и социальная структура

ООО «Газпромэнерго» 49

  1. Общая характеристика Пангодинского управления энерговодоснабжения Надымского филиала ООО «Газпромэнего» 54

  2. Организация учёта тепла в системах теплоснабжения Пангодинского управления энерговодоснабжения 56

  3. Организация учёта природного газа Пангодинского управления энерговодоснабжения 58

  4. Плановые и фактические показатели теплоснабжения 60

  5. Анализ показателей и характеристик централизованного теплоснабжения 63

3 МАТЕМЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 83

  1. Построение моделей функционирования системы централизованного теплоснабжения 83

  2. Анализ централизованного теплоснабжения при автоматическом регулировании на источнике тепловой энергии 92

4 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С УЧЕТОМ ПРОЦЕССОВ ТРАНСПОРТА

ТЕПЛОТЫ 108

  1. Построение модели функционирования системы теплоснабжения с учётом процессов транспорта тепловой энергии 108

  2. Анализ централизованного теплоснабжения при автоматическом регулирования

на источнике тепловой энергии и потребителе 119

5 МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЕ ОЦЕНИВАНИЕ И АНАЛИЗ СИСТЕМНОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ 140

5.1 Построение и анализ системных обобщённых оценок функционирования

системы централизованного теплоснабжения 140

5.2 Методика оценки сравнительной эффективности функционирования системы
централизованного теплоснабжения и ее базовых элементов 151

5.3 Мероприятия и результаты внедрения результатов анализа 166

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 169

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 171

Введение к работе:

Актуальность темы. Малые энергетические системы городов и посёлков Крайнего севера являются основой функционирования и развития промышленности региона и характеризуются наличием большого количества разнообразных источников теплоснабжения малой и средней мощности, обеспечивающих теплом и электрической энергией производственные объекты и жителей - работников газового комплекса месторождений Северного региона.

В России в настоящее время продолжается процесс реформирования энергетической отрасли страны и систем энергообеспечения промышленных предприятий и жилищно-коммунального хозяйства. Параллельно с реформой энергетики предприятие ОАО «Газпром» осуществляет реструктуризацию своей организации путём выделения непрофильных видов деятельности таких как энергетика, транспорт, связь и других из состава газодобывающих и газотранспортных организаций.

Выделенные из производственных структур Дочерних обществ ОАО «Газпром» энергетические объекты, такие как системы производства и транспорта тепловой энергии, очистки питьевой и сточной воды, системы электроснабжения были синтезированы в отдельную структуру -стопроцентное дочернее общество ОАО «Газпром» - предприятие ООО «Газпромэнерго». 000 «Газпромэнерго» создано как рыночная организация, осуществляющая услуги по качественному и бесперебойному снабжению объектов Единой системы газоснабжения и рядовых потребителей тепловой и электрической энергией, а также по добыче, очистке и транспорту питьевой воды и утилизации стоков. 000 «Газпромэнерго» производит собственные расчёты тарифов по видам производственной деятельности организации. На современном этапе это сложный процесс, связанный определяющим образом с регулированием тарифной деятельности 000 «Газпромэнерго» со стороны государственных органов России.

Основным видом деятельности 000 «Газпромэнерго» является производство тепловой энергии. Исходя из количества предполагаемой к

5 выработке тепловой энергии и объема планируемого потребления природного

газа производится формирование тарифов на выработку теплоты. В целях минимизации затрат, достижения наибольшей экономии топливно-энергетических ресурсов и повышения дохода организации необходимо оптимизировать процессы выработки, транспорта и потребления тепловой энергии и минимизировать потребление природного газа котельными.

Характер функционирования систем теплоснабжения в районах Крайнего севера определяющим образом связан с климатом региона. Суровые климатические условия приводят к повышенному числу отказов в работе энергооборудования. Воздействие низких, экстремальных температур на систему централизованного теплоснабжения влечёт за собой увеличение диапазонов регулирования отопительной нагрузки, повышение требований к надёжности и безопасности функционирования энергетического оборудования, к точности поддержания температурных режимов теплоснабжения.

Реальное состояние основного теплопроизводящего оборудования и показатели функционирования энергетического хозяйства газовой отрасли в условиях ограниченности инвестиционных ресурсов диктуют требования повышения комплексной эффективности функционирования систем централизованного теплоснабжения, формирования оптимальных стратегий развития региональных энергосистем и совершенствования используемых энергетических технологий. Одним из главных путей интенсификации и повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения является автоматизация процессов теплообеспечения на базе современных средств вычислительной техники. Важную роль в решении существующих задач призваны сыграть автоматизированные системы регулирования отопительной нагрузки.

Повышение эффективности автоматического управления

централизованным теплоснабжением должно основываться на системном анализе работы существующей системы теплоснабжения, на комплексном исследовании характера взаимодействий процессов выработки, транспорта и потребления тепловой энергии, на выявлении резервов экономии теплоты.

Реализация систем автоматического управления режимами работы систем централизованного теплоснабжения требует совершенствования способов и структур управления процессом теплоснабжения. Для решения этих задач необходимо использовать математические модели, позволяющие исследовать эффективность различных методов управления. Моделирование позволяет отыскать те функций управления, которые дают наибольший эффект. Имитационное моделирование даёт возможность находить рациональные режимы работы технологического оборудования. На основе математических моделей, имитирующих процессы теплоснабжения, появляется возможность решения задач и функций управления теплоснабжением.

Мероприятия по модернизации и совершенствованию позволят в дальнейшем повысить энергетическую эффективность и технико-экономические показатели систем централизованного теплообеспечения.

В соответствии с изложенным, тема диссертационной работы, посвященной комплексному исследованию систем централизованного теплоснабжения в районах Крайнего севера на основе реальных показателей функционирования и разработки направлений повышения эффективности теплообеспечения с использованием систем автоматического регулирования, является актуальной.

Целью настоящей диссертационной работы является системный анализ, математическое моделирование и комплексное оценивание эффективности региональной системы централизованного теплоснабжения, совершенствование режимов и структур систем автоматического регулирования теплообеспечением на объектах и предприятиях Крайнего севера.

Основными методами исследования являются: методы системного анализа, теории управления, теории чувствительности, методы идентификации, методы статистического анализа, теории производственных функций, методология многокритериальной оценки эффективности Data Envelopment Analysis (DEA), математическое программирование.

Научная новизна и значимость работы характеризуется следующими результатами:

1. Предложена концепция системного анализа организации централизованного

теплоснабжения в районах Крайнего севера, отличающаяся комплексным использованием методологии современных методов математического моделирования, теории чувствительности и многокритериального оценивания, позволяющая вскрывать общесистемные закономерности протекания процессов и выявлять наиболее значимые факторы, влияющие на теплообеспечение потребителей.

  1. Построен комплекс структурных и функциональных математических моделей функционирования систем централизованного теплоснабжения, в отличие от существующих, сконструированных на базе различных конструкций производственных функций, проведена идентификация структур и параметров моделей, показавшая их адекватность исследуемым процессам.

  2. Предложен состав частных критериев эффективности функционирования систем централизованного теплоснабжения, являющихся основой разработки системно обоснованных направлений повышения эффективности использования природного газа и тепловой энергии.

  3. Предложен системный подход к исследованию применимости различных способов регулирования систем теплоснабжения, методов сбора и использования структурной информации о тепловых режимах, проведено моделирование процессов, позволившее обосновать способы построения и алгоритмы управления систем автоматического регулирования тепловой нагрузки.

  1. Разработана методология построения системных, многокритериальных оценок эффективности функционирования централизованных систем теплоснабжения, давшая возможность предложить и обосновать рациональные режимы и способы организации теплообеспечения.

  2. Предложены комплексные подходы интегральной оценки потенциала экономии ТЭР в системах централизованного теплоснабжения, являющиеся основой разработки энергосберегающей политики в теплообеспечении потребителей.

8 Практическая полезность диссертации заключается в следующих

полученных результатах:

  1. Разработаны направления повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения;

  2. Предложены рациональные энергоэффективные режимы и энергосберегающие мероприятия, разработаны методики оценки потенциала экономии ТЭР в системах теплоснабжения.

  3. Разработаны алгоритмы и способы управления, структуры и системы автоматического регулирования тепловой нагрузки.

На защиту выносятся следующие основные научные положения:

  1. Концепция системного анализа организации централизованного теплоснабжения в района Крайнего севера.

  2. Комплекс математических моделей функционирования системы централизованного теплоснабжения, учитывающий взаимодействие топливно-энергетических и материальных потоков в теплообеспечении, методики идентификации моделей и оценки показателей качества моделирования процессов теплоснабжения.

  3. Критерии эффективности системы централизованного теплоснабжения и способы их построения.

  4. Способы рациональной организации и алгоритмы управления систем автоматического регулирования теплоснабжением в районах Крайнего севера.

  5. Методология формирования многокритериальных оценок эффективности системы теплообеспечения и результаты обобщённого оценивания системы теплообеспечения.

  6. Методика интегральной оценки потенциала экономии топливно-энергетических ресурсов и энергосберегающие направления совершенствования систем централизованного теплоснабжения.

Реализация работы. Полученные в диссертационной работе решения и разработанные методики были использованы при разработке Энергетической Программы перспективного развития ООО «Газпромэнерго» до 2010 года, Программы энергосбережения ООО «Газпромэнерго» до 2010 года,

9 формировании приоритетных предложений модернизации промышленно-

отопительных котельных филиалов ООО «ГПЭ» и инвестиционных проектов

реконструкции источников теплоснабжения и вошли в Проект программы

НИОКР 000 «Газпромэнерго» на 2007 г.

Полученные научные результаты использованы в учебном процессе на кафедре системного анализа и управления в теплоэнергетике Самарского государственного технического университета.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и библиографического списка. Основной текст изложен на 170 страницах, содержит 70 рисунков, 31 таблицу. Библиографический список включает 82 наименования.

Подобные работы
Саидов Абдурахим
Моделирование и оптимизация режимов функционирования сложных сетевых объектов иерархической структуры (на примере открытых систем теплоснабжения)
Хисамова Алла Вячеславовна
Системный анализ и моделирование влияния экофакторов Севера РФ на функциональные системы организма учащихся
Филатов Михаил Александрович
Системный анализ и моделирование психофизиологических функций учащихся в условиях Севера РФ
Тупикин Юрий Викторович
Системный анализ и моделирование оптимизации антиноцицептивной защиты при многократных перевязках в хирургической практике
Белохвостиков Иван Владимирович
Системные исследования и оптимизация функционирования Интернет систем с использованием сетей Петри
Колмыков Дмитрий Сергеевич
Системный анализ комплексной эффективности и оптимизация функционирования региональной энергетической системы в условиях структурных преобразований
Шаманский Константин Александрович
Системный анализ и управление физической активностью студентов в условиях урбанизированного Сибирского Севера
Куклин Владимир Жанович
Системный анализ, моделирование и управление в системе высшего профессионального образования
Марфин Владимир Алексеевич
Анализ, моделирование ангиопатии и алгоритмизации лечебно-диагностического процесса у больных с декомпенсацией сахарного диабета [Электронный ресурс]
Шушура Алексей Николаевич
Системный анализ, моделирование, синтез алгоритмов прогноза и управления себестоимостью продукции Артемовского завода обработки цветных металлов

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