автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Моделирование и оптимизация режимов функционирования сложных сетевых объектов иерархической структуры (на примере открытых систем теплоснабжения)

Введение

Глава I. Состояние проблемы и постановка задачи исследования

1.1. Введение.

1.2. Анализ структур городских систем теплоснабжения

1.3. Тепловые сети как объект управления

1.4. Этапы оперативного управления потокораспре-делением в тепловых сетях

1.5. Обзор работ по теме диссертации.

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

2.3. Условия наблюдаемости модели установившегося потокораспределения в тепловых сетях . 42

2.4. Условия идентифицируемости модели установившегося потокораспределения в тепловых сетях . 47

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

2.6. 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 активными и пассивными регулирующими элементами . 60

2.9. Пример решения задачи гидравлического расчета . 66

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

3.1. Введение.75

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

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

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена разработке и исследованию методов моделирования и оптимизации режимов функционирования открытых систем теплоснабжения. Предложенные методы и алгоритмы реализованы в виде комплекса программ, предназначенного для проектирования этих систем и оперативного управления потокораспределе-нием теплоносителя в них.

Проведенные исследования направлены на решение практических задач повышения качества и эффективности функционирования систем теплоснабжения.

Основные теоретические результаты диссертационной работы заключается в следующем:

1. Исследована и разработана математическая модель установившегося потокорасцределения в открытых системах теплоснабжения, отличающаяся от известных моделей тем, что она учитывает многоуровневую иерархическую структуру и доцускает произвольное расположение активных и пассивных регулирующих элементов системы.

2. На базе разработанной модели сформулированы задачи анализа установившегося потокорасцределения в открытых системах теплоснабжения и их гидравлического расчета. Разработаны и исследованы алгоритмы их решения.

3. Сформулированы математически задачи идентификации параметров и состояний модели установившегося потокорасцределения и проведен анализ их решения.

4. Сформулирована и решена задача оптимизации режимов функционирования открытых систем теплоснабжения. Разработан и исследован алгоритм решения данной задачи методом деформируемого многогранника Нелдера-Мида с гидравлическим расчетом сети на каждом шаге итерационного процесса.

Основные практические результаты диссертационной работы заключаются в разработке комплекса прикладных программ:

1. Анализа и гидравлического расчета установившегося по-токорасцределения в открытых тепловых сетях.

2. Оптимизации режимов функционирования открытых систем теплоснабжения.

Все комплексы прикладных программ реализованы в системе ОС ЕС на языке Фортран-1У являются открытыми и допускают тиражирование на другие объекты.

Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы в ГлавТЭУ Ленгорисполкома составил 20,88 тыс. руб., ГлавАПУ Ташгорисполкома составил 32,4 тыс. рублей.

1. Автоматизированная система управления тепловой сетью Мосэнерго-Магистраль. Эскизный проект в трех книгах. Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики (МНИИ-ПА), М., 1977.

2. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. Вып. 2, М., Мир, 1974, 197 с.

3. Валиев А.Г. Гидравлический расчет тепловых сетей с поиском оптимальной скорости теплоносителя. В кн: Вопросы вычислительной и прикладной математики, Ташкент, Фан, вып.27, 1974, с.59-64.

4. Валиев А.Г. Автореферат диссертации на соискание.ученой степени кандидата технических наук, Ленинград, 1981.

5. Зингер Н.М. Применение средств вычислительной техники для расчета систем теплоснабжения. В кн: Теплоэнергетика, 1971, №7, с.40-44.

6. Зингер Н.М., Андреева К.С. Расчет гидравлических режимов тепловых сетей с нерегулируемыми расходами воды на отопление с применением ЭЦВМ. В кн: Теплоэнергетика, 1970, HI, с. 44-48.

7. Ионин A.A., Хлыбов Б.М. Теплоснабжение, М., Стройиздат, 1982, 336 с.• 26. Каганович Б.М. Оптимизация тепловых сетей с учетом динамики их развития. В кн: Изв. СО АН СССР, серия тех.наук, 1968, № 13, с.75-80.

8. Каганович Б.М. Дискретная оптимизация тепловых сетей, Новосибирск, Наука, 1978, 88 с.

9. Каганович Б.М. и др. Расчет сложных тепловых.сетей-"Водоснабжение и санитарная техника". 1974, 1^4, с .18-19.

10. Кендалл М., Стюарт Н. Статистические выводы и связи. М., Наука, 1973, 900 с.

11. Козин В.Е., Левина Т.А. и др. Теплоснабжение М., Стройиздат, 1980, 408 с.• 31. Копьев С.Ф. Режим работы открытых систем теплоснабжения иновый метод их расчета. Водоснабжение и санитарная техника,1964, № 9, с.14-20.

12. Красовский Б.М., Глушков В.Д. 0 режиме работы открытых систем теплоснабжения и методе их расчета. Водоснабжение и санитарная техника,1967, $ 8, с.30-34.

13. Каталог. Насосы центробежные для воды. Часть I. Ленинград, ВАМИ, 1976, 20с.

14. Ланин И.С. Исследование режимов открытых систем теплоснабжения .Теплоэнергетика,1971, № 10, с.13-16.35". Меренков А.П. Применение ЭВМ для оптимизации разветвленных тепловых сетей.В кн.: "Изв.СО АН СССР энергетика и транспорт", 1963, № 3, с.531-538.

15. Меренков А.П.» Хасилев В.З. Расчет разветвленных тепловых сетей на основе их оптимизации с использованием ЭВМ. В кн.: "Изв.СО АН СССР, сер.тех.наук, 1963, № 10, с.42-48.

16. Методы и алгоритмы расчета тепловых сетей. Под ред.В.Я.Хаси-лева и АЛ.Меренкова. М., Энергия,1978, 176с.

17. Мудров^В.И., Кушко В.Л. Метода обработки измерений, М., Советское радио, 1976,192с.

18. Объекты теплоснабжения г.Ровно. Технико-экономические обоснования создания АСУ. УГПК "Тяжпромавтоматика". НИИ лаборатория АСУ при Азкоммунпроект, Харьков,1977.

19. О мераж по сокращению потерь тепла .в зданиях жилищно-гражданекого и производственного назначения и тепловых сетях Постановление Совета Министров ССОР от 7 июня 1979г.,№ 528.

20. Турк В.Я.,Минаев Н.В.,Карелин В.Я. Насосы и насосные станции М., Стройиздат, 1977, 297с.

21. Пашкеев С.Д., Минязов Р.И., Могилевский В.Д. Машинные метода оптимизации в технике связи. М., Связь,1976,276с.

22. Растригин Л.А. Системы экстремального управления. М., Наука, 1974, 630 с.

23. Растригин. Современные принципы управления сложными объектами М., Сов.радио,1980, 232 с.

24. Растригин Л.А., Маджаров Н.Е. Введение а идентификацию объектов управления. М., Энергия, 1977, 216 с.

25. Саидов А. Гидравлический расчет тепловых сетей с активными элементами. В кн.: Вопросы вычислительной и прикладной математики. Ташкент, Фан, 1984, вып.73, с.94-107.

26. Саидов А. Оптимизация режимов функционирования систем теплоснабжения. В кн.: девятая республиканская школа молодых ученых и специалистов по АСУ и автоматизации проектирования, тезисы докладов, ч.П, Ташкент, 1984, с.153.

27. Самад-Ходжи Оглы., Саидов А. К вопросу оптимизации параметров газовых ситей. В кн.: Шестая республиканская школа молодых ученых и специалистов по АСУ и автоматизации проектирования. Тезисы докладов, Ташкент, 1980, с.36-38.

28. Справочник проектировщика. Под редакцией Николаева А.А. Проектирование тепловых сетей. М., Стройиздат, 1965, 360 с.

29. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М., Энергоиздат,1982, 460 с.• 53. Тевящев А.Д., Шаповалов А.Л. Наблюдаемость и идентифицируемость инженерных сетей. В сб: АСУ и приборы автоматики. Харьков, Вища школа, 1982, вып. 64, с.42-48.

30. Хасилев В.Я. Линейное и линеаризованные преобразования схем гидравлических цепей. Известия АН СССР. Энергетика и транспорт, 1964, №2, с.231-243.

31. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1971, №2, с.18-27.• 60. Хасилев В.Я. Элементы теории гидравлических цепей. Известия

32. Чистович С.А. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах теплоснабжения и отопления, Л., Стройиздат, 1975, 160 с.

33. Шмидт В.А. Теплоснабжение городов, М., Стройиздат, 1976, 288 с.

34. Шираке З.Э. Теплоснабжение. Мг, Энергия, 1979 , 256 с.

35. Якимов Л.К. Расчет водяных тепловых сетей. В кн. Тепло и сила, 1970, №11, с 1-9

36. Якимов Л.К. Предельный радиус действия теплофикации. В кн: Тепло и сила, 1931, №9, с 8 10.

37. Tecfinof " , WPS, 38, А/г , {7S -17. Mu median 6-aVûSed, Ktuïr A£exande? . /W Suppfy Conévoé1 t/7 a pea^/ycp ¿¿М-бг/г?. -t'rrl £)tdîïicé

38. Cor?-i 9 ôctm-ionc BveM/a, J98o, Pevefip. V^â-éù-ii, Heai .¿uppfy and Ztfjhîf. ¿yti. 2nd -ЗгМ-3 zd ô-etâ. ¿.l.}6 2 /d. 78 MenyAavt yozâef àaoîng appvoae-h Но -¿ЛеdeJigrt a/7af ûpe&aéi'p/z о/ ¿¿¿¿fet'ei foaéintp .

39. П h I hi . DiâèviC-t. Z/eaé . â ont04ъ/тт€о/7£ ¿téjat'a 3 1980, De vzfop, Dtâtvïct . //eat. Jupp^ arid и S tyt ■ U/ бш • à d, j.q9 i/„

40. Cott ¿né M., Ссоре* ¿.f /J,fyaâe>» ^ Ke/jntnpét?/? Э.,

41. S ta ne l } SoêvSszg éfe ргре

42. PzoSfem ¿¿Sing оря?б/7?±?а&о/7 , .