автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Моделирование процессов оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе факторного анализа

На правах рукописи

МАРТЫНЕНКО ГАЛИНА НИКОЛАЕВНА

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМИ СИСТЕМАМИ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ФАКТОРНОГО АНАЛИЗА

Специальность: 05.23.03. - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2004 г.

Работа выполнена в Воронежском государственном агхитектурно-строительном университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Панов Михаил Яковлевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Шитов Виктор Васильевич

кандидат технических наук Алпатов Борис Петрович

Ведущая организация

Ростовский государственный строительный университет

Защита состоится 24 июня 2004 г. в /О часов на заседании диссертационного совета Д 212.03.02 в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84, ауд. 20, корп. 3., тел7факс 71-53-21

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (ВГАСУ)

Автореферат разослан « » 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность решаемых задач. Как известно, газовое хозяйство относится к инженерной инфраструктуре, является системой жизнеобеспечения и характеризуется большой потенциальной опасностью.

Главными требованиями к газораспределительной системе являлись и являются обеспечение надёжности, безопасности, эффективности в экономическом и экологическом плане, а также ее управляемости. Исходя из этого, в настоящее время большое внимание уделяется внедрению автоматизированных систем управления технологическими процессами распределения газа (АСУ ТП РГ). Это связано с ростом промышленного и жилищного строительства, а, следовательно, приводит к значительному увеличению расхода газа на различные потребительские нужды. Удовлетворение потребностей в газе происходит за счёт строительства газораспределительных сетей, а также за счёт модернизации старых систем путём их реконструкции. Реконструкция современными способами (реновация и санация при помощи полимерных материалов) позволяет сэкономить капитальные затраты и материальные ресурсы, в связи с чем возникают задачи по отысканию резервов, дающих возможность интенсифицировать работу существующих газораспределительных сетей. Одним из таких резервов является развитие и совершенствование оперативного управления процессами распределения и потребления газа на базе применения современных методов математического моделирования и программных средств.

В соответствии с п.4.9 СНиП 42-01-2002 "Газораспределительные системы" и Правилами безопасности систем газораспределения и газопотребления п. 2.6.1 газораспределительные сети городских поселений с населением свыше 100 тыс. человек должны иметь АСУ ТП РГ, обеспечивающую анализ и оптимальное управление режимами распределения газа. Однако традиционные методы оперативного управления замыкаются на регулировании и поддержании в системе давления и не затрагивают проблем обеспечения оптимального распределения газопотоков в системе газоснабжения. Современные задачи оперативного управления не ограничиваются требованиями по поддержанию давления в системе, необходимо также детально рассматривать вопросы регулирования расходов газа при выборе оптимального режима газопотребления. Это связано с тем, что управление потокораспределением и потреблением газа необходимо осуществлять в режиме мониторинга, учитывая реальную ситуацию у газопотребителей и объёмы поставки газа в систему газоснабжения, что невозможно обеспечить сезонной перенастройкой газорегуляторных пунктов (ГРП) или установок (ГРУ). В связи с этим появляется необходимость в централизованном регулировании расходов газа.

Несмотря на фундаментальные исследования в отечественной и зарубежной практике в области оперативного управления системами газоснабжения, вопросы обеспечения оптимальных режимов газопотребления не достаточно исследованы. В связи с чем, актуальной является проблема поиска рациональных способов управления функционированием ботка метода оперативного управления

Г БИБЛИОТЕКА Ч

СПетербмг /Г/л*

03 100'

ц'^лей

} I Ы\Л I

ского и программного обеспечения для решения ряда задач анализа в рамках АСУ ТП РГ. Значимость проблемы развития математического аппарата АСУ возрастает и требует создания таких моделей, которые бы давали адекватный результат решения, применимый в реализации процессов оперативного управления.

На основании вышеизложенного можно считать, что исследования, направленные на решение указанных проблем, имеют актуальное научное и практическое значение.

Работа выполнена в рамках Hill ВГАСУ "Научные исследования выс-

,4

шей школы по приоритетным направлениям науки и техники' подпрограмма ''Архитектура и строительство"

Объектом исследования является городская система газоснабжения сложной структуры.

Целью работы является разработка математической модели оперативного управления городской газораспределительной системой на основе факторного анализа и энергетического эквивалентирования.

Достижение поставленной цели будет обеспечено решением следующих задач исследования:

- разработать математическую модель, формализующую факторный анализ системы газоснабжения на основе ее возмущенного состояния с учётом наиболее существенных факторов воздействия, приводящих к изменению режимов потребления газа;

- разработать математическую модель оперативного управления в рамках АСУ ТП РГ на основе возмущённого состояния системы и условий энергетического эквивалентирования для реализации задач анализа потокораспределения и оптимизации режимов газопотребления в городских системах газоснабжения;

- по результатам моделирования потокораспределения в области обратного анализа разработать алгоритм синтеза дроссельных характеристик системы газоснабжения;

- разработать метод и алгоритм прогноза газопотребления в системе газоснабжения;

- разработать программное обеспечение, реализующее перечисленные задачи анализа потокораспределения и потребления газа в области оперативного управления.

Научная новизна работы:

- разработана регрессионно-топологическая модель оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе модели возмущенного состояния и факторного анализа системы с учётом принципов энергетического эквивалентирования;

- разработан метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик системы газоснабжения на основе модели оперативного управления в форме зависимости газопотребления от сопротивления дросселей, учитывающий их взаимодействие в рамках априорно заданного режима потребления;

- разработан метод и алгоритм предварительного и точного прогноза режимов потребления в городских системах газоснабжения, позволяющий осуществлять анализ и оптимальное управление режимами распределения газа;

- разработан метод и алгоритм факторного анализа городских газораспределительных систем с учетом принципов энергетического эквивалентирования и факторов, определяющих режим газопотребления.

На защиту выносятся:

- математические модели факторного анализа и оперативного управления на основе возмущенного состояния системы газоснабжения;

- метод и алгоритм факторного анализа городских газораспределительных систем с учетом факторов, определяющих режим газопотребления;

- дроссельные характеристики, полученные на основе математического моделирования, для осуществления точного прогноза газопотребления;

- метод и алгоритм предварительного и точного прогноза газопотребления в системе газоснабжения;

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждены:

• применением основных фундаментальных законов механики для жидкости и газа, подтвержденных статистической теорией и экспериментом;

• соответствием результатов физического и численного эксперимента, выполненных с использованием современных приборов и методов испытаний, в том числе теории математической статистики со степенью достоверности 95%;

• одновременным использованием нескольких методов исследований, позволяющих с разных сторон изучить одни и те же процессы и явления, положенные в основу предлагаемых решений.

Практическая значимость работы заключается в апробации и внедрении новых методик, обеспечивающих анализ и оптимальное управление режимами распределения газа в проектных организациях при проектировании и оптимизации систем оперативного управления газораспределительными сетями, а также в эксплуатационной практике в рамках АСУ ТП РГ. Основные результаты исследований используются в ООО "Проектная фирма «Икар»" и ОАО «Воронежоблгаз» Управление «Воронежгоргаз» в г. Воронеже (получены акты о внедрении). Разработанный программный продукт «Drossel_gas» имеет удобную для пользователя оболочку и позволяет реализовать алгоритм предварительного и точного прогноза потребления газа. Внедрение в организациях, эксплуатирующих газораспределительные сети, представленного программного продукта позволит эффективно и быстро осуществлять управление газораспределительными системами при решепии текущих задач (изменения режима газопотребления в результате неравномерности потребления, ремонтов, реконструкции, реновации, санации газопроводов и т.д.)

Апробация работы: основные положепия диссертационной работы доложены на: ежегодных научно-технических конференциях ВГАСУ (г. Воронеж,

2000-2004), па 4-ой Международной научно-практической конференции (г. Санкт-Петербург, СП6ТПУ, 2002г.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 11 научных статей и тезисов научных конференций общим объемом 34с. Личный вклад автора составляет 23 с. Три статьи /5,6,10/ опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций. В работах, выполненных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, автору принадлежит: в /1,2/ - анализ проблемы обеспечения надежности функционирования газораспределительных систем; в /3/ - экономические аспекты использования модели факторного анализа для газораспределительных систем; в /4/ - разработка методики проведения вычислительного эксперимента, обработка экспериментальных данных; в 151 - методика построения дроссельных характеристик в рамках прямого анализа; в /6/ - постановка задачи исследования, теоретическое обоснование, обработка экспериментальных данных; в /7/ - разработка математической модели, формирование графических зависимостей; в /8/ - теоретическое обоснование перспективности осуществляемых прогнозов в рамках обратных задач анализа для целей оперативного управления системами газоснабжения; в /9/ - разработка методики проведения эксперимента, анализ полученных результатов эксперимента; в /10/ - актуальность применения методики прогноза режимов распределения и потребления газа, вычислительный эксперимент; в /11/ - синтез дроссельных характеристик в относительных координатах.

Объём и структура диссертации. Работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы из 150 наименований и 10 приложе-пий. Общий объём 182 страниц, в том числе 126страниц основного машинописного текста, 49 рисунка, 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, практическая значимость и положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен обзор и анализ научных работ в области моделирования потокораспределения в газораспределительных системах и применения результатов исследований в оперативном управлении. Большинство исследований, направленных на получение прогнозов потребления целевого продукта в инженерных системах, основаны на невозмущенном состоянии гидравлической системы и возможности учета многочисленных факторов, влияющих на режим потребления. Такое положение дел привело к появлению большого числа моделей и методов прогнозирования процессов потребления, имеющих частный характер.

Показано, что существенный вклад в области моделирования возмущенного состояния гидравлических систем, факторного анализа, энергетического эквива-лентирования и оперативного управления внесли работы отечественных ученых Акопяна С.Г., Веникова В.А., Квасова И.С., Меренкова А.П., Панова М.Я., Те-вяшева А.Д., Хасилева В Л., Щербакова В.И. и др.

Анализ результатов исследований показал необходимость дальнейшего развития и разработки методов прогнозирования режимов газопотребления на основе возмущенного состояния системы газоснабжения.

Проведенный анализ литературных источников позволил сформулировать цель и задачи исследования.

Во второй главе представлено математическое моделирование возмущенного состояния систем газоснабжения на основе принципов энергетического эквивалентироваяия, приведена классификация факторов, влияющих на процесс распределения и потребления природного газа, разработана модель факторного анализа для газораспределительных систем.

Формирование математической модели возмущённого состояния (МВС) системы газоснабжения основано на решении вариационной задачи, отражающей принцип наименьшего действия применительно к гидравлическим системам.

Система газоснабжения подвергается структурной декомпозиции на расчетную зону (РЗ) и метасистему. Объектом исследований является расчётная зона. Процедура выделения РЗ происходит путём сечения по внутренним вершинам графа и переводит последние в разряд энергоузлов, через которые осуществляется энерго- и массообмен между РЗ и метасистемой.

В результате качественно-множественного эквива-лентирования метасистема переводится в её гидравлический эквивалент, который присоединяется к РЗ по энергоузлам. В итоге получаем гидравлический эквивалент полноразмерной гидравлической/ системы. (ПГС), обозначаемый как модель ПГС, имеющая на своих границах граничные условия I рода (рис.1).

Для решения любых задач возмущённого состояния в пределах РЗ распределительной системы газо-

снабжения формализована МВС полноразмерной системы, как бинарной сетевой структуры, включающей РЗ и гидравлический эквивалент абонентских подсистем (1) - (3).

В качестве примера рассматривался частный случай моделирования возмущённого состояния газораспределительной сети района г. Липецка (рис. 1).

0)

(2)

(3)

Jx^J

где [с], [к], [А] - топологические матрицы независимых цепей, контуров и матрица инциденций соответственно; - матрица - столбец с эле-

ментами, соответственно, расчётных участковых расходов, нулевая, фиксируемых узловых отборов (притоков) газа (включая и нулевые отборы); [М] - матрица смежности; - элемент диагональной матрицы; индексы полное число цепей, элементарных контуров, энергоузлов с фиксируемым давлением и узлов ветвления соответственно; - реальные и фиктивные сетевые структуры; (с1) - признак диагональной матрицы; I —признак транспонирования матрицы; - фиксированное узловое давление, задаваемое в энергоузлах, ограничивающих независимые цепи:

'/V

Р

' атм,

м.

3 6 ¿4(9) и и ^(Р)

У € Jг](p)

- системы низкои ступени давления

- системы средней (высокой) ступени давления

где - узлы питания и потребления соответственно; - в узле фиксируется давление и характеристика регуляторов давления.

Для того, чтобы преодолеть информационную неопределённость по фиктивным структурным элементам, параметры которых входят в состав МВС и абстрагироваться от детального рассмотрения процессов, протекающих в метасистеме, применен механизм энергетического эквивалентирования (ЭЭ).

В данной главе предложена классификация технологических и эксплуатационных факторов, влияющих на отклонение в газопотреблении. Из всего многообразия были выделены наиболее существенные, оказывающие превалирую-

щее воздействие на отклонение режимных параметров и играющие важную роль в моделировании процессов оперативного управления газораспределительными системами. Рассматриваемые факторы <5$ и <50 приняты: независимыми друг от друга, обусловлены отклонением коэффициентов гидравлического сопротивления управляемых дросселей на участках сети и отклонением внутреннего диаметра в результате реновации изношенных стальных газопроводов полимерными материалами.

В результате линейных преобразований модели возмущенного состояния (1) - (3) с учетом отклонений ¿5 и <50 была формализована математическая модель факторного анализа для системы газоснабжения:

(4)

(5)

(6)

где - матрица-столбец относительных отклонений соответственно

участкового расхода, внутреннего диаметра и коэффициента гидравлического сопротивления на участке.

Матрица (4) - (6) квадратной конфигурации. Клеточная структура матрицы отражает бинарную структуру физической модели системы газоснабжения, функционирующей в условиях различных возмущений и состоящую из РЗ и присоединённых к энергоузлам РЗ фиктивных участков, эквивалентирующих абонентские подсистемы. Модель описывает гидравлические процессы в полноразмерной системе с учётом всех влияющих на потокораспределение и потребление факторов <5? и <50. Условие невырожденности (4) - (6) позволяет получить общее решение системы уравнений в матричном виде:

(7)

где И,^] - матрицы коэффициентов чувствительности при соответствующих факторах; - коэффициенты нелинейности в формуле инженерной гидравлики.

Чтобы произвести расчёт по формулам (7),(8) необходимо найти числовые значения самих факторов. Значения определяющих факторов для реальных участков вычисляются в зависимости от их происхождения, а для фиктивных -из частных условий энергетического эквивалентирования.

Результаты экспериментальных исследований по применению санации газопроводов на основе факторного анализа для системы газоснабжения позволили подтвердить данные фирмы "Пройссаг Рорсанирунг ГмбХ" по минимальному дефициту газопотребления, подтверждающие эффективность применения такого способа восстановления изношенных газопроводов.

Алгоритм и блок-схема реализации задачи факторного анализа представлены в диссертации (разд.2).

В третьей главе приведен анализ существующей схемы управления газопотоками в городских системах газоснабжения и моделирование прогнозов газопотребления на основе синтеза дроссельных характеристик системы газоснабжения в области прямого анализа.

Прямой анализ потокораспределения заключается в задании сопротивлений управляемых дросселей, входящих в систему газоснабжения и нахождении режимов потокораспределения и потребления. Обратный анализ подразумевает нахождение сопротивлений дроссельных элементов и потокораспределения в системе при заданном режиме потребления.

Существенным и необходимым в соответствии с п.4.9 СНиП 42-01-2002 "'Газораспределительные системы" и п.2.6.1 "Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления" для системы оперативного управления является возможность централизованного регулирования расходов газа перед потребителями при неизменном давлении. Такую задачу можно осуществить при наличии в схеме управления: регулятора давления в составе ГРП и регулируемого дросселя перед потребителем. Из четырех предложенных в диссертации была выбрана наиболее оптимальная схема (рис.2) расположения регуляторов расхода и давления в системе газоснабжения для реализации процессов рационального распределения и потребления газа и неизменном давлении.

Управляющий сигнал с ДП

Вход газа

РД •

расхода газа

Узел учета

Потребитель

РР

ГРП

Рис. 2. Схема последовательной установки элементов управления: регулятор давления (РД) перед регулятором расхода (РР).

Факторным анализом было получено подтверждение принципиальной возможности формирования дроссельных характеристик системы газоснабжения (эффект диагонального преобладания в матрицах коэффициентов чувствительности) в области прямого анализа. Для этого использовалась структура линейной модели факторного анализа (4) - (6), где задавались значения«^ , ' € /д, 1о

— множество участков с управляемыми дросселями )при условии — О, 161 (I

- множество всех участков системы). По результатам моделирования потоко-распределепия в области прямого анализа на примере газораспределительной сети (рис.1) с учетом оптимальной расстановки управляемых дросселей (РР) на участках: 2-3, 2-4, 5-6, 9-10, 12-11, 12-13, 14-15 в соответствии со схемой на рис.2, были получены зависимости вида )• НарисЗ. показаназави-симость расхода газа через дроссель от его сопротивления для участка 2-4.

Аналогичные характеристики были получены для остальных управляемых дросселей.

Дроссельные характеристики, синтезированные в области прямого анализа, подтверждают возможность реализации прогноза потребления газа, а также управления сетевой системой при наличии множества управляемых дроссельных элементов в пределах расчетной зоны. Однако в результате взаимного влияния дросселей в системе и априорного (хаотичного) задания степени их закрытия наблюдается значительная дисперсия решений по расходу газа в пределах 8,3%, что может привести к некорректному, плохо предсказуемому прогнозу газопотребления. Возможность минимизировать дисперсию существует при синтезе дроссельных характеристик в области обратного анализа.

В четвертой главе представлено математическое моделирование прогнозов газопотребления и алгоритм формирования дроссельных характеристик в области обратного анализа, приводятся экспериментальные исследования по проверке адекватности математической модели оперативного управления ре-альпым гидравлическим процессам в системе и область внедрения результатов исследований.

Орь М3/ч

2!<Ш>

2700

2600

2500

2400

\А <

у*А

V Л \а/* \

' УЧ. /♦Л.

/ У*/'

2 0 30 40

БЩ-Ю7, Па-^/м*

Рис 3. Дроссельная характеристика в

области прямого анализа для газораспределительной сети (рис. 1), 1-дроссель на участке 2-4.

Решение задачи обратного анализа возможно на основе модели возмущённого состояния (1)-(З), в состав которой будут входить помимо искомых О,-, ¡е1 неизвестные компоненты 5/, 1е1в- Исходя из постановки задачи, матрица (1) -(3) приобретет прямоугольную конфигурацию и станет вырожденной. Для получения однозначного решения задачи осуществляется переход от прямоугольной конфигурации матрицы к квадратной с помощью дополнительных линейно - независимых связей, избыточных по отношению к связям, синтезирующим структуру МВС. Дополнительные связи найдены при помощи регрессионного анализа и представлены целевой функцией метода наименьших квадратов применительно к системе газоснабжения:

£ /б!

(9)

априорно заданное и фактическое значение расхода газа через

где

фиктивный участок Г, А- множитель Лагранжа; ^ - множество узлов-стоков.

Исходя из условий минимума (9) и исключая множитель Лагранжа, получаем систему уравнений, названную регрессионной подмоделью:

¿б/.

(10)

Полная регрессионно-топологическая модель возмущённого состояния системы газоснабжения в области обратного анализа (модель оперативного управления), включающая МВС (1) - (3) в качестве топологической подмодели и нормальную систему уравнений (10) в качестве регрессионной подмодели, представлена ниже в матричном виде:

Матрица содержит в каждой строке по два единичных элемента противоположного знака, число столбцов равно числу фиктивных участков, число строк - на единицу меньше, в силу условия (10). Размер объединённой квадрат-

ной матрицы (11) - (14) составляет (1+^-1 )х(1+1о) и является предельным, число участков с дросселями строго соответствует числу без единицы энергоузлов - стоков.

Предварительный прогноз газопотребленяя реализуется итерационным решением системы уравнений (11) - (14) и с погрешностью 10-15% определяет положение дросселей для обеспечения требуемого режима потребления. При этом учитывается конфигурация системы и взаимодействие управляемых дросселей. По результатам моделирования (11) - (14), на примере газораспределительной сети (рис.1) с семью установленными дросселями на участках: 2-3,2-4, 5-6, 9-10, 12-11, 12-13, 14-15, строятся дроссельные характеристики системы, представляющие собой зависимости (2д/ = ^¡(^ р/) ,(рЯС.4-7),АРр/ = ^/О^ху)»

АРр1 = .//(б/н)- Точный прогноз газопотребления реализуется на основе синтеза дроссельных характеристик и состоит в задании сопротивлений дросселей (переменных для обеспечения требуемого режима потребления (с

точностью 98%), заимствованных из уже построенных характеристик и включённых в базу данных топологической подмодели потокораспределения (11)-(13), с решением прямой задачи анализа (см. глава 3 диссертации). Алгоритм и блок-схема прогнозов потребления представлены в диссертации.

В работе проводилось два эксперимента: вычислительный на основе регрессионно-топологической модели (11)-(14) и физический на опытно - промышленной установке (рис.8). Задачей физического эксперимента являлось определение зависимости расходов от сопротивления управляемого дросселя и сравнения их с результатами, полученными для исследуемого дроссельного элемента при вычислительном эксперименте.

Ом, м3/ч Ом. м3/ч

2700

2300 2300

2100

1900

1700 1500

20 40 60 Эм -10Т 800 1000 1200 1400 $и-107

Рис. 4. Дроссельные характеристики газорас- Рис. 5. Дроссельные характеристики газорас

пределителыгой сети высокого давления (П предел ительной сети высокого давления (П ка

категории) (рис. 1); 1, 3, 4, 7 - дроссели на тегории) (рис. 1); 5 - дроссель на участке 12-13 участках 2-4,5-6, 9-10, 14-15 соответственно

Рис. б. Дроссельные характеристики газораспределительной сети высокого давления (II категории) (рис. I); 2 - дроссель на участке 2-3

Рис. 7. Дроссельные характеристики газораспределительной сети высокого давления (II категории) (рис. 1); 6 -дроссель на участке 2-11

Рис.8. Схема экспериментальной установки: 1 - компрессор; 2 - ресивер с рычажно-предохранительным клапаном; 3 — входной кран; 4 - предохранительный запорный клапан; 5 - манометр измерения входного давления; 6 - регулятор давления; 7 - счетчик расхода газа; 8 - управляемый дроссель; 9 - предохранительный сбросной клапан.

Методика проведения физического эксперимента на модели ГРП, работающего на сжатом воздухе, подробно представлена в диссертации.

На рис.9,10 приведены за-висимости(}1=ф1(81) и

Р^фг^) по результатам физического эксперимента и моделирования в соответствии с (11) - (14).

Из рисунков 9 и 10 видно, что зависимость (1), построенная по результатам моделирования (11) - (14) и данные физического эксперимента практически совпадают, причем погрешность между результатами двух экспериментов не превышает 5%, что подтверждает адекватность регрессионно-топологической модели и возможность ее использования для реализации 5 6 8,1«1, Па-Лм' прогнозов газопотребления.

Рис. 10. Зависимость расхода Оз от сопротивления дросселя (БО

Основиые выводы:

1. Впервые разработана математическая модель оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе факторного анализа, полученная корреляцией модели возмущенного состояния системы и нормальных уравнений регрессии, позволяющая осуществлять прогнозы режимов газопотребления в целях обеспечения оптимального управления режимами распределения и потребления газа.

2. На основе математического моделирования разработан метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик, позволяющих осуществлять точный прогноз газопотребления с учетом взаимодействия множества управляемых дросселей.

3. Разработай метод и алгоритм прогноза газопотребления, позволяющий осуществлять рациональное перераспределение газовых потоков, удовлетворяя в полной мере требованиям по обеспечению оптимального управления режимами распределения газа в рамках автоматизированной системы управления.

4. Разработан метод и алгоритм факторного анализа для газораспределительных систем на основе модели возмущённого состояния с использованием условий энергетического эквивалентирования, позволяющий определять

Ч1>

«Л*.

4 5 < МЙПвУ/к*

Рис.9. Дроссельная характеристика для дросселя (поз.8):1-зависимосгь по результатам моделирования (15Н18); -результаты эксперимента

отклонения режимных параметров системы в результате воздействия возмущающих факторов.

5. Факторным анализом подтверждается эффективность применения санации газопроводов полимерными материалами, поскольку отклонение в газопотреблении в результате проводимых восстановительных работ не превысило 1,9% от номинального значения.

6. На основе теоретических исследований разработан программный вычислительный комплекс «Drossel_gas» для моделирования процессов оперативного управления на основе дроссельных характеристик систем газоснабжения.

7. Исследования режимов оперативного управления на опытно - промышленной установке подтвердили адекватность математической модели оперативного управления реальным гидравлическим процессам систем газоснабжения.

Основные результаты диссертации отражены в работах:

1. Шевченко Г.Н. Проблемы реализации различных методов и подходов по обеспечению надёжности распределительных газовых сетей в проектной практике // Материалы 53-54 научн.-техн. конф. Воронеж, гос.архит.-строит. университет. - Воронеж, 2000. - С. 113-114. Лично автора 2 с.

2. Шевченко Г.Н. Оценка надёжности резервированных гидравлических систем при помощи коэффициента надежности Кц(1_ // Материалы 53-54 научн.-техн. конф. Воронеж, гос.архит.-строит. университет. — Воронеж, 2000. — С. 119-121. Лично автора 3 с.

3. Мартыиенко F.H Математическая модель факторного анализа гидравлических систем, экономические аспекты // Труды 4-й Международной научно-практической конференции. Экономика, экология и общество России в 21-м столетии. - Санкт-Петербург: СПбГПУ, 2002. - С. 240-241. Лично автора 2 с.

4. Панов М.Я., Мартыненко Г.Н. Многофакторный анализ городских систем газоснабжения // Газовая промышленность. - Москва, 2003., №4. - С. 38-39. Лично автора 1 с.

5. Мартыненко Г.Н., Панов М.Я., Калошин И.С. Применение методологии факторного анализа для моделирования дроссельных характеристик газораспределительных систем // Изв. вузов. Строительство,№7, 2003. - С.99-103. Лично автора 3 с.

6. Мартыненко Г.Н., Панов МЛ. Применение факторного анализа для обоснования санации изношенного газопровода // Изв. вузов. Строительство,№9, 2003.-С. 110-112. Лично автора2 с.

7. Панов МЛ., Щербаков В.И., Мартыненко Г.Н. Моделирование процессов оперативного управления режимом подачи и распределения рабочей среды гидравлических сетевых систем // Изв. вузов. Энергетика, №6, 2003. - С.71-75. Лично автора 2 с.

8. Панов МЛ., Мартыненко Г.Н. Теоретические аспекты моделирования возмущенного состояния гидравлических сетевых систем // Вестник ВГАСУ №1. Воронеж: Воронеж, гос. архит.-строит. университет., 2003. — С.41-43. Лично автора 1 с.

9. Панов МЛ., Щербаков В.И., Мартыненко Г.Н. Моделирование дроссельных характеристик ГС в области обратного анализа // Вестник ВГАСУ № 1. Воронеж: Воронеж, гос. архит.-строит. университет., 2003. - С.91-93 . Лично автора 1 с.

10. Мартыненко Г.Н., Панов М.Я., Щербаков В.И., Давыдова И.П. Оптимальный синтез гидравлических трубопроводных систем в области оперативного управления // Изв. вузов. Строительство, №2,2004. - С. 78-83. Лично автора Зс.

11. Панов М.Я., Мартыненко Г.Н. Оперативное управление газораспределительной системой на основе модели возмущенного состояния // Вестник ВГТУ. Выпуск 7.3. Серия «Энергетика» Воронеж: Воронеж, гос. техн. университет., 2003. - С.56-61. Лично автора 3 с.

МАРТЫНЕНКО ГАЛИНА НИКОЛАЕВНА

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГОРОДСКИМИ СИСТЕМАМИ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ФАКТОРНОГО АНАЛИЗА

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации ва соискание ученой степени кандидата технических наук

05.23.03. - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

Подписано в печать 13.СЙ2004г. Формат 60x84 1/16. Объем 1,21 уч-изд. л. Бумага для множительных аппаратов. Тираж 100 экз. Заказ № Отпечатано на участке множительной техники Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394С06, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84, ВГАСУ.

04 - 1 40 7 1

Введение.

1. Аналитический обзор основных направлений научных исследований в области оперативного управления городскими системами газоснабжения.

1.1 Аналитический обзор существующих методов моделирования и эквивалентирования газораспределительных систем в области оперативного управления.

1.2 Существующие способы восстановления изношенных газопроводов с применением новых технологий.

1.3 Аналитический обзор существующих подходов к решению задач оперативного управления в области прямого и обратного анализа потокораспределения в гидравлических системах.

1.4 Выводы по первой главе.

2. Многофакторный анализ городских систем газоснабжения и область его практического применения.

2.1 Моделирование возмущённого состояния систем газоснабжения на основе принципов энергетического эквивалентирования.

2.2. Классификация факторов, влияющих на процесс распределения и потребления природного газа.

2.3. Формирование факторных уравнений для систем газоснабжения на основе линейных преобразований модели возмущённого состояния.

2.4. Линейная модель факторного анализа для газораспредели- ^ тельных систем.

2.5. Результаты экспериментальных исследований по применению санации газопроводов на основе факторного анализа для системы газоснабжения.

2.6. Алгоритм и блок - схема расчёта отклонения режимных параметров в результате воздействия на систему возмущающих факторов. ^

2.7. Выводы по второй главе.

3. Моделирование потокораспределения в системах газоснабжения в области прямого анализа.

3.1. Анализ существующей схемы управления газопотоками в городских системах газоснабжения и перспективы ее развития в рамках оперативного управления.

3.2. Математическая постановка задачи прямого анализа потокораспределения в системах газоснабжения.

3.3. Результаты вычислительного эксперимента по моделированию дроссельных характеристик системы газоснабжения в области прямого анализа.

3.4. Алгоритм и блок-схема синтеза дроссельных характеристик системы газоснабжения в области прямого анализа ^

3.5. В ыводы по третьей главе.

4. Моделирование потокораспределения в области обратного анализа с целью оперативного управления городскими системами газоснабжения.

4.1. Постановка задачи моделирования потокораспределения в области обратного анализа в рамках оперативного управления системой газоснабжения.

4.2.Формирование регрессионно-топологической модели потокораспределения в области обратного анализа.

4.2.1 Моделирование потокораспределения в городских системах газоснабжения в области обратного анализа. дд

4.2.2. Линейные преобразования топологической и регрессионной подмоделей.

4.2.3. Синтез дроссельных характеристик городских систем газоснабжения.

4.3. Результаты вычислительного эксперимента по моделиро-Л ванию потокораспределения в городских системах газоснабжения для решения задач оперативного управления.

4.4. Алгоритм и блок - схема формирования дроссельных характеристик системы газоснабжения на основе решения обратной задачи анализа для реализации точного прогноза газопотребления.

4.5. Результаты анализа экспериментальных данных, полученных при физическом моделировании.

4.6. Выводы по четвертой главе.^^

Актуальность проблемы:

Как известно, газовое хозяйство относится к инженерной инфраструктуре, является системой жизнеобеспечения и характеризуется большой потенциальной опасностью.

Главными требованиями к газораспределительной системе являлись, и являются обеспечение надёжности, безопасности, эффективности в экономическом и экологическом плане, а также ее управляемости. Исходя из этого, в настоящее время i большое: внимание уделяется внедрению автоматизированных систем управления технологическими процессами! распределения газа (АСУ ТП РГ). Это связано с ростом промышленного и жилищного строительства, а, следовательно, приводит к значительному увеличению расхода газа на различные потребительские нужды. Удовлетворение потребностей в газе происходит за счёт строительства газораспределительных сетей, а также за счёт модернизации старых систем путём их реконструкции. Реконструкция современными, способами (реновация и санация при помощи полимерных материалов) позволяет сэкономить капитальные затраты и материальные ресурсы, в связи с чем; возникают задачи по отысканию резервов, дающих возможность интенсифицировать работу существующих газораспределительных сетей. Одним из таких резервов является? развитие и совершенствование оперативного управления: процессами распределения; и потребления < газа на базе применения современных методов математического моделирования и программных средств.

В соответствии с п.4.9 СНиП 42-01-2002 ' 'Газораспределительные системы' ' и Правилами безопасности систем газораспределения< и газопотребления п. 2.6.1 газораспределительные сети городских поселений с населением свыше 100 тыс. человек должны иметь АСУ ТП РГ, обеспечивающую анализ и оптимальное управление режимами распределения газа. Однако традиционные методы оперативного управления замыкаются на регулировании и поддержании в системе давления и не затрагивают проблем обеспечения оптимального распределения газопотоков в: системе газоснабжения. Современные задачи оперативного управления не ограничиваются требованиями по поддержанию давления в системе; необходимо также детально рассматривать вопросы регулирования расходов газа при выборе оптимального режима газопотребления. Это связано с тем, что управление потокораспределением и потреблением газа необходимо осуществлять в режиме мониторинга, учитывая реальную ситуацию у газопотребителей и объёмы поставки газа в систему газоснабжения, что невозможно обеспечить сезонной перенастройкой газорегуляторных пунктов или? установок. В связи с этим появляется необходимость в централизованном регулировании расходов газа.

Несмотря на фундаментальные исследования в отечественной и зарубежной практике в области оперативного управления= системами газоснабжения, вопросы обеспечения оптимальных режимов газопотребления не достаточно исследованы. В связи с чем; актуальной является проблема поиска рациональных способов управления функционированием систем газоснабжения и разработка метода оперативного управления распределением газа, его алгоритмического и программного обеспечения для решения ряда задач анализа в рамках АСУ ТП РГ. Значимость проблемы развития математического аппарата АСУ возрастает и требует создания таких моделей, которые бы давали адекватный результат решения, применимый в реализации процессов оперативного управления.

На основании вышеизложенного можно считать, что исследования, направленные на решение указанных проблем, имеют актуальное научное и практическое значение.

Работа выполнена в рамках НШ ВГАСУ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" подпрограмма "Архитектура и строительство"

Объектом исследования является городская система газоснабжения сложной структуры.

Цель и задачи исследований

Целью работы является разработка математической модели оперативного управления городской газораспределительной системой на основе факторного анализа и энергетического эквивалентирования.

Достижение поставленной цели будет обеспечено решением следующих задач исследования:

- разработать математическую модель, формализующую факторный анализ системы газоснабжения на основе ее возмущенного состояния с учётом наиболее существенных факторов воздействия, приводящих к изменению режимов потребления газа;

- разработать математическую модель оперативного управления в рамках АСУ ТП PF на основе возмущённого состояния системы и условий энергетического эквивалентирования для реализации задач анализа потокораспределения и оптимизации режимов газопотребления в городских системах газоснабжения;

- по результатам моделирования потокораспределения в области обратного анализа разработать алгоритм синтеза дроссельных характеристик системы газоснабжения.

- разработать метод и алгоритм прогноза газопотребления в системе газоснабжения.

- разработать программное обеспечение, реализующее перечисленные задачи анализа потокораспределения и потребления газа в области оперативного управления.

Научная новизна работы:

- разработана регрессионно-топологическая модель оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе модели возмущенного состояния и факторного анализа системы с учётом принципов энергетического эквивалентирования; разработан метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик системы газоснабжения на основе модели оперативного управления в форме зависимости газопотребления от сопротивления дросселей, учитывающий их взаимодействие в рамках априорно заданного режима потребления; разработан метод и алгоритм предварительного и точного прогноза режимов потребления в городских системах газоснабжения, позволяющий осуществлять анализ и оптимальное управление режимами распределения газа; разработан метод и алгоритм факторного анализа городских газораспределительных систем с учетом принципов энергетического эквивалентирова-ния и факторов, определяющих режим газопотребления. На защиту выносятся: математические модели факторного анализа и оперативного управления на основе возмущенного состояния системы газоснабжения; метод и алгоритм факторного анализа городских газораспределительных систем с учетом факторов, определяющих режим газопотребления; дроссельные характеристики, полученные на основе математического моделирования, для осуществления точного прогноза газопотребления; метод и алгоритм предварительного и точного прогноза газопотребления в системе газоснабжения;

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждены: применением основных фундаментальных законов механики жидкости и газа, подтвержденных статистической теорией и экспериментом; соответствием результатов физического и численного эксперимента, выполненных с использованием современных приборов и методов испытаний, в том числе теории математической статистики со степенью достоверности 95%;

• одновременным использованием нескольких методов исследований, позволяющих с разных сторон изучить одни и те же процессы и явления, положенные в основу предлагаемых решений.

Практическая значимость работы заключается в апробации и внедрении новых методик, обеспечивающих оптимальное управление режимами распределения газа при оперативном управлении газораспределительными сетями в эксплуатационной практике в рамках АСУ ТП РГ. Основные теоретические положения, развиваемые в работе, направлены на развитие и усовершенствование оперативного управления системами газоснабжения. Разработанный программный продукт «Drosselgas» имеет удобную для пользователя оболочку и позволяет реализовать алгоритм предварительного и точного прогноза потребления газа. Внедрение в организациях, эксплуатирующих газораспределительные сети, представленного программного продукта позволит более эффективно и быстро осуществлять управление газопотоками в системе при решении текущих задач (изменения режима газопотребления в результате неравномерности потребления; ремонтов, реконструкции, реновации, санации газопроводов и т.д.)

Апробация; работы: основные положения диссертационной работы доложены на: ежегодных научно-технических конференциях ВГАСУ (г. Воронеж, 2000-2004), на 4-ой Международной научно-практической конференции (г. Санкт-Петербург, СПбГПУ, 2002г.).

Публикации. Результаты исследований диссертационной работы опубликованы в 11 печатных работах.

Объём и структура диссертации

Работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка литературы из 150 наименований и 10 приложений.

Общий объём 182 страниц, в том числе 126 страниц основного машинописного текста, 49 рисунка, 6 таблиц.

Общие выводы

1. Впервые разработана математическая модель оперативного управления городскими системами газоснабжения на основе факторного анализа, полученная корреляцией модели возмущенного состояния системы и нормальных уравнений регрессии, позволяющая осуществлять прогнозы режимов газопотребления в целях обеспечения оптимального управления режимами распределения и потребления газа.

2. На основе математического моделирования разработан метод и алгоритм синтеза дроссельных характеристик, позволяющих осуществлять точный прогноз газопотребления с учетом взаимодействия множества управляемых дросселей.

3. Разработан метод и алгоритм прогноза газопотребления, позволяющий осуществлять рациональное перераспределение газовых потоков, удовлетворяя в полной мере требованиям по обеспечению оптимального управления режимами распределения газа в рамках автоматизированной системы управления.

4. Разработан метод и алгоритм факторного анализа для газораспределительных систем на основе модели возмущённого состояния с использованием условий энергетического эквивалентирования, позволяющий определять отклонения режимных параметров системы в результате воздействия возмущающих факторов.

5. Факторным анализом подтверждается эффективность применения санации газопроводов полимерными материалами, поскольку отклонение в газопотреблении в результате проводимых восстановительных работ не превысило 1,9% от номинального значения.

6. На основе теоретических исследований разработан программный вычислительный комплекс «Drossel gas» для моделирования процессов оперативного управления на основе дроссельных характеристик систем газоснабжения.

7. Исследования режимов оперативного управления на опытно - промышленной установке подтвердили адекватность математической модели оперативного управления реальным гидравлическим процессам систем газоснабжения.

141

1. Абрамов Н.Н. Теория и методика расчёта систем подачи и распределения воды. - М.: Стройиздат, 1972. -288с.

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976. - 888 с.

3. Агаев Н.Б. Системно-структурный анализ и расчёт газодинамических процессов региональных систем газоснабжения.: Автор, дис. канд. техн. наук. — Баку, 1992. — 34 с.

4. Акопян С.Г. Метод коррекции потокораспределения установившихся режимов систем транспорта газа // Изв. АН СССР, сер. Энергетика и транспорт. -1991. №1. - С. 178-186.

5. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1982. - 223 с.

6. Альтшуль А.Д., Животовский Л.С., Иванов Л.П. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1987. - 414 с.

7. Балышев О.А., Каганович Б.М., Меренков А.П. Трубопроводные системы тепло- и водоснабжения как динамические модели гидравлических цепей. // Изв. АН РФ №2, 1996, с. 96 104.

8. Беляев Л.С., Савельев В.А., Славин Г.Б. Иерархия решений и задач при управлении развитием электроэнергетических систем. В кн. Иерархия в больших системах энергетики. Т.1. Иркутск: 1978. - С. 96 - 113.

9. Букреев И.Н. История развития газовой сети и первый опыт строительства пластмассовых газопроводов в г. Москве // Полимергаз, 1999. -№2, с.46 - 48.

10. Бутковский А.Г. Обзор некоторых новых направлений, идей и результатов в проблеме управления системами с распределёнными параметрами // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. 1983. С. 112-122.

11. Васильев В.В. О принципе наименьшего действия // Теоретическая электротехника. 1972. Вып. 13. - С. 56-58.

12. Васильева Е.М:, Левит Б.Ю., Лившиц В.Н. Нелинейные транспортные задачи на сетях. М.: Финансы и статистика, 1981. -104 с.

13. Веников В.А., Веников Г.В. Теория подобия и моделирования. М.: Высш. школа, 1984, - 439 с.

14. Веников В.А., Суханов О.А. Кибернетические модели электрических систем.- М.: Энергоиздат, 1982.- 328с.

15. Воеводин А.Ф., Шугрин С.М. Численные методы расчёта одномерных систем. Новосибирск: Наука, 1981.- 208с.

16. Гамильтон У. Об общем методе динамики. В кн.: Вариационные принципы механики. / Сб. статей под ред. Полака JI.C. М.: Изд-во физ.-мат. литер. 1959, с. 175-233.

17. Генварев А.А. Асимптотическое эквивалентирование гидравлических сетей. Иваново: 1993. - 136 с.

18. Гельмгольц Г. О физическом значении принципа наименьшего действия // Вариационные принципы механики: Сб. статей под ред. JI.C. Полака -М.: Изд-во физ.- мат. литер., 1959.-С.430-459.

19. Гордюхин Ю.А. Увеличение пропускной способности полиэтиленовых газопроводов в сравнении со стальными // Полимергаз, 1998. №4, -с.33-35

20. Горская Н.И. Разработка метода выявления аварийных ситуаций в трубопроводных системах и его применение (на примере систем теплоснабжения): Автореф. дис. . канд. техн. наук. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1977.-22с.

21. ГОСТ Р 50838 95. Трубы из полиэтилена для газопроводов. М.: Госстандарт России, 1996. - 27 с.

22. Грамм М.И. О принципе минимума потерь. // Изв. вузов. Электромеханика. 1989.- №9.- С.21-25.

23. Денисов Е.Е. Применение узлового метода расчета сетей в динамике жидкости. // Изв. АН РФ №2, 1995. С.82-87.

24. Деннис Д.Б. Математическое программирование и электрические цепи. /Пер. с англ.- М.: ИЛ, 1961.- 261 с.

25. Дубровский В.В. Математическое моделирование нестационарных неизотермических режимов разветвлённых газопроводных сетей в задачах АСУ ТП транспорта газа // Автоматизированные системы и приборы автоматики. Харьков: Вица школа, 1984. — Вып.67. - С. 16-23

26. Евдокимов А.Г. Оптимальные задачи на инженерных сетях. Харьков: Вища школа, 1976.- 153 с.

27. Евдокимов А.Г., Тевяшев А.Д. Оперативное управление потокораспре-делением в инженерных сетях. Харьков: Вища школа, 1980.- 142 с.

28. Евдокимов А.Г., Тевяшев А.Д., Дубровский В.В. Моделирование и оптимизация потокораспределения в инженерных сетях М.: Стройиздат, 1990.- 368 с.

29. Евлампиев А.В., Кравцов Я.И. Декомпозиционный метод синтеза энерготехнологических систем // Изв. РАН Энергетика. — 1998. №4. — С. 84-91.

30. Емеличев В.А., Супруненко Д.А., Танаев B.C. О работах белорусских математиков в области дискретной оптимизации. //Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, 1982, №6, С. 25-45.

31. Зингер Н.М. Гидравлические и тепловые режимы теплофикационных систем. М.: Энергия, 1976. — 536 с.

32. Ионин А.А. Газоснабжение.-М.: Стройиздат, 1989.-415

33. Ионин Д., Жила Д., Чупин В. Методы восстановления подземных газопроводов // Полимергаз, 1998. №1, - с.39 - 40.

34. Ильина Т.П. К методике технико-экономического расчета газовых сетей / В кн. сб. тр. Повышение эффективности использования газообразного и жидкого топлива в печах и отопительных котлах.- JL: Инж.-строит. ин-т.- 1984. С.115-117.

35. Каганович Б.М. Исследование энергетических технологий на основе методов термодинамики и теории цепей: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1991. 60 с.

36. Каганович Б.М., Меренков А.П., Сумароков С.В., Ширкалин И.А. Пото-кораспределение в сетях и экстремальные принципы механики и термодинамики.// Изв. АН РФ. 1995. №5, С. 107-115.

37. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений; -М.: Наука, 1970.-104 с.

38. Карнаух Н. Надёжность и безопасность // Полимергаз, 1997. №1, -с.10-11

39. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Декомпозиционно топологический метод расчета сложных гидравлических цепей химико-технологических систем // Изв. АН СССР. Сер. Техническая кибернетика 1980.-N2.-т.208.

40. Кафаров В.В., Мешалкин В.П., Каплинский В.Я. Аппроксимационно-топологический метод анализа гидравлических цепей химико-технологических систем. // ДАН СССР. 1981.-N2.- т.258.

41. Кафаров В.В., Перов В.Л., Мешалкин В.П. Метод анализа гидравлических цепей сложных ХТС. // ДАН СССР, 1974, т.215, №5, С.1175-1178.

42. Квасов И.С., Панов М.Я., Стогней B.F. Моделирование послеаварийных режимов в инженерных сетях. // Изв. вузов. Энергетика. №1-2, 1995. с.76-78.

43. Квасов И.С. Анализ и параметрический синтез трубопроводных гидравлических систем на основе функционального эквивалентирования: Автореферат дисс.д ра техн. наук.- Воронеж, 1998. - 30 с.

44. Квасов И.С., Панов М.Я., Щербаков В.И. Синтез комплексной информационной системы технической диагностики газораспределительных сетей // Трубопроводные системы энергетики: модели, приложения, информационные технологии. М.: Нефть и газ, 2000.-С. 139-146.

45. Квасов И.С., Панов М.Я., Сазонова С .А. Статическое оценивание состояния трубопроводных систем на основе функционального эквивалентирования // Изв. вузов. Строительство. 2000. - №4. — С.5.

46. Клепсамел Ф. Развитие бестраншейной технологии прокладки и ремонта инженерных коммуникаций в Чехии и Словакии // РОБП. — 1997. -№2.-С. 22-23.

47. Колеватов Ю.В. Математическое моделирование переходных процессов в сложных трубопроводных системах (на примере гидропривода) // Трубопроводные системы энергетики: модели, приложения, информационные технологии. М.: Нефть и газ, 2000.-С.31- 46.

48. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР.- М.: Энергоатомиздат, 1987,400 с.

49. Крон Г. Исследование сложных систем по частям-диакоптика. -М.: Наука, 1972.- 542 с.

50. Кряжев А.В. Решение некорректно поставленных задач методом последовательных приближений.// ДАН СССР, 1973, т.210, №1.

51. Кулагин Ю.М., Генварев А.А., Черепкова О.Г. Эквивалентирование участков гидравлической сети. // Изв. вузов. Энергетика, №6, 1988, с.116-120.структурой. // ДАН РФ. Химическая технология т.350, №4, 1996. с. 506508.

52. Мантейфель Ю.А. Эквивалентные преобразования электрических цепей и их использование при расчёте цепей: Учеб. пособ. / Моск. ин-т радиотехники, электроники и автоматики. -М., 1991. — 80 с.

53. Мартыненко Г.Н., Панов М.Я., Капошин И.С. Применение методологии факторного анализа для моделирования дроссельных характеристик газораспределительных систем // Изв. вузов. Строительство, №7, 2003. С. 99 -103.

54. Мартыненко Г.Н., Панов М.Я. Применение факторного анализа для обоснования санации изношенных газопроводов // Изв. вузов. Строительство, №9,2003.- С. 110-112.

55. Мартыненко Г.Н., Панов М.Я., Щербаков В.И., Давыдова И.П. Оптимальный синтез гидравлических трубопроводных систем в области оперативного управления // Изв. вузов. Строительство, №2, 2004. С. 7883.

56. Мельников Н.А. Матричный метод анализа электрических цепей. М.: Энергия, 1972.-231 с.

57. Меренков А.П. Математические модели и методы для анализа и оптимального проектирования трубопроводных систем.: Автор, дис. д-ра ф.-м. наук.- Новосибирск, 1974.- 34 с.

58. Меренков А.П. Дифференциация методов расчета гидравлических цепей. // Вычислительная математика и математическая физика. 1973.-№5.- С. 1237-1248.

59. Меренков А.П., Светлов К.С., Сидлер В.Г., Хасилев В.Я. " Математический расходомер" и его применение в тепловых сетях.// Теплоэнергетика, 1971, №1, с 70-72.

60. Меренков А.П., Сидлер В.Г. Обратные задачи потокораспределения в гидравлических цепях. / В кн.: Труды IV Всесоюз. зимней школы по мат. программированию и смежным вопросам. М.: МИСИ им. Куйбышева, 1972, с.8-14.

61. Меренков А.П., Сидлер В.Г., Такайшвили М.К. Обобщение электротехнических методов на гидравлические цепи. // Электронное моделирование. 1982.- №2.- С.3-12.

62. Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей М.: Наука, 1985.- 278 с.

63. Мирзаджанзаде А.Х., Гусейнзаде М.А., Александров А.В. и др. Некоторые обратные задачи трубопроводного транспорта. // Изв. вузов. Нефть и газ, 1970, №9, с.95-97.

64. Мошнин Л.Ф. Применение ЭВМ для технико-экономического расчета водораспределительных сетей по методу фиктивных расходов. // водоснабжение и санитарная техника. 1975.- №5.- С.8-13.

65. Мошнин Л.Ф. и др. Современные методы расчёта систем подачи и распределения воды. // Водоснабжение и санитарная техника. 1984. -№10. — С.7-8

66. Муравин Г.И., Вербицкий А.С., Калиман Л.А. Повышение пропускной способности сети // Совершенствование системы водоснабжения г. Москвы / М.: Мосводоканалниипроект, 1984. - С. 95-101.

67. Наладка и интенсификация работ городских систем подачи и распределения воды/ И.В. Кожинов, В.В. Колесов, Я.П. Майзельс, И.С. Эгиль-ский.- М.: Стройиздат, 1978.- 111 с.

68. Новицкий Н.Н. Оценивание параметров гидравлических цепей. -Новосибирск: Наука, Сиб. предприятие РАН, 1998. — 214с.

69. Оре О. Теория графов.: Пер. с англ.- М.: Наука, 1980.- 336 с.

70. Основы компьютерного моделирования. / Учебное пособие. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. 2000. - 288 с.

71. Ощепкова Т.Б. Оптимизация разветвленных и многоконтурных трубопроводных систем: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Новосибирск: Ин-т. математики СО АН СССР, 1983. 22 с.

72. Панов М.Я. Вариационно-топологические методы моделирования, и структурно-параметрическая оптимизация гидравлических систем: Автореф. дисс. д-ра техн. наук.- Воронеж, 1995.- 49с.

73. Панов М.Я., Бабкин В.Ф., Квасов И.С., Щербаков В.И. Гидравлический расчёт распределительных систем г газоснабжения городов и промышленных объектов с применением пакета прикладных программ HYDROGRAPHY учебн. пособ. Воронеж: ВГАСА, 1997. - 106 с.

74. Панов М.Я., Квасов И.С. Моделирование потокораспределения в трубопроводных системах на основе вариационного принципа. // Изв. АН.России. Сер. Энергетика и транспорт, т.38.- N 6.- 1992.-С.111-115.

75. Панов М.Я., Квасов И.С. Модели потокораспределения в гидравлических сетях, основанные на вариационном подходе. / В сб.тр. Теплообмен в энергетических установках и повышение эффективности их работы.- Воронеж: Политехнич. ин-т.- 1991.- с.101-108.

76. Панов М.Я., Квасов И.С., Курганов A.M. Универсальная математическая модель потокораспределения гидравлических сетей и условия ее совместимости с оптимизационными задачами. // Изв. вузов. Строительство.-№ 11-12.- 1992.- с.91-95.

77. Панов М.Я., Квасов И.С., Курганов A.M. Вариационный подход к решению задач потокораспределения в городских трубопроводных системах. // Изв. вузов. Строительство. 1992.- №4.- С.84-88.

78. Панов М.Я., Курганов A.M. Многоконтурные гидравлические сети. Теория и методы расчета.- Воронеж: Воронежский гос. ун-т, 1989.- 188 с.

79. Панов М.Я., Щербаков В.И., Мартыненко Г.Н. Моделирование процессов оперативного управления режимом подачи и распределения рабочей среды гидравлических сетевых систем / Изв. вузов. Энергетика, 2003. -№6.-С. 71-75.

80. Панов М.Я., Щербаков В.И., Квасов И.С., Сазонова С.А. Энергетическое эквивалентирование больших гидравлических систем жизнеобеспечения городов // Изв. вузов. Строительство, 2001. №4. - С. 85-90.

81. Панов М.Я., Щербаков В.И., Квасов И.С. Методология факторного анализа водораспределения и водопотребления // Изв.вузов. Строительство, 2001.-№5.-С. 82-87.

82. Панов М.Я., Квасов И.С., Щербаков В.И. Прикладные аспекты энергетического эквивалентирования в задачах анализа и синтеза систем подачи и распределения воды // Изв. вузов. Строительство, 2001. №6. -С.91-95.

83. Пенфилд П., Спенс Р., Динкер С. Энергетическая теория электрических цепей: Пер. с англ.- М.: Энергия.- 1974.- 152 с.

84. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: учебное пособие для вузов.-М.: Высш. шк., 1989. 367 с

85. Полак JI.C. Вариационные принципы механики. В кн.: Вариационные принципы механики. /Сб. статей под ред. Полака JI.C.- М.: Изд-во физ. мат. литер. 1959, с.781-879.

86. Попырин JI.C., Светлов К.С., Беляева Г.М. и др. Исследование систем теплоснабжения. М.: Наука, 1989. 215 с.

87. Постный JI.B., Казначеев А.И. Перспективы внедрения полиэтиленовой технологии в газо- и водоснабжение Ставропольского края // Полимер-газ, 1999. №2, - с. 14-15.

88. Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления. Серия 12. Выпуск 4. М.: ГУП "Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России", 2003. - 200 с.

89. ЮО.Прозоров И.В., Вербицкий А.С., Калиман JI.А. Применение теории чувствительности для ускорения гидравлических расчётов водопроводных сетей. // Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1989.- №6. С.89-93.

90. Пшеничный Б.Н. О численных методах расчета сетей. /В кн. : Первая Всесоюзн. конф. по оптимизации и моделированию транспортных сетей: Сб. докл. Киев: Ин-т кибернетики АН УССР, 1967, с. 77-90.

91. Ридер К., Коен Д. Четвёртое преимущество // Полимергаз, 1997. №1, -с.38-39.

92. Розе М. Выбор «Газ де Франс» // Полимергаз, 1997. JM°4, - с.43 - 46.

93. Розкин М.Я., Иродов В.Ф., Ионин А.А. Распределительные системы газоснабжения. / В кн. Надежность систем энергетики и их оборудования: в 4т. Т.З. Надежность систем газо- и нефтеснабжения. кн.2 под ред. М.Г. Сухарева.- М.: Недра, 1994.- с.90-150.

94. Ю5.Сафронова И. «Феникс» в действии // Полимергаз, 1997. №1, - с. 15 -33.

95. Юб.Сафронова И. С точки зрения экологии // Полимергаз, 1997. №4, - с.ЗЗ -34.

96. Сафрис JI.B., Попова В.Ф. Принцип наименьшего действия в теории электрических цепей. // Теоретическая электротехника.- 1970.- вып. 10.

97. Свод правил. СП 42-103-97. Восстановление стальных подземных газопроводов с испльзованием синтетических тканевых шлангов и специального двухкомпонентного клея. М.: «Мосгаз», 1997. 9 с.

98. Сеннова Е.В., Сидлер В.Г., Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем. Новосибирск: Наука. 1987. -222 с.

99. Сидлер В.Г. О статистическом подходе к эквивалентированию трубопроводных сетей. / В кн.: Вопросы оценивания и идентификации в энергетических системах. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1974, с. 173-178.

100. Сидлер В.Г. Линейная и нелинейная модели для оценивания параметров гидравлических сетей. / В кн.: Вопросы прикладной математики. Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1977, с. 159-167.

101. Сидлер В.Г., Сумароков С.В., Чупин В.Р., Баринова С.Н., Шлафман В.В. Расчет послеаварийных гидравлических режимов. // Водоснабжение и санитарная техника. 1989.- №2.- С.4-5.

102. Синицкий Л.А. Методы аналитической механики в теории электрических цепей Львов: Вища школа, 1978.- 138 с.

103. СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы. — М. : ГУП ЦПП, 2003.-31с.

104. Строкова Н. Газовое хозяйство Москвы и восстановление изношенных газопроводов // . Полимергаз, 1997. №1, - с. 13 - 14.

105. Сумароков С.В. Математическое моделирование систем водоснабжения.-Новосибирск: Наука, 1983.- 167 с.

106. Сумароков С.В. Применение динамического программирования для оптимального проектирования расширяемых и реконструируемых разветвленных водопроводов. // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1975, №11, с. 125-129.

107. Сухарев М.Г., Ставровский Е.Р. Расчеты систем транспорта газа с помощью вычислительных машин.- М.: Недра, 1971.- 206 с.

108. Сухарев М.Г., Ставровский Е.Р: Оптимизация систем транспорта газа.- М.: Недра, 1975.- 278 с.

109. Так работает фирма «Пройссаг Рорсанирунг ГмбХ» (по материалам фирмы) // Полимергаз, 1997. №1, - с.42 - 45.водных и гидравлических систем, тез. докл. Всесоюзн. школы-семинара.- Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1990.- С. 12.

110. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1986, 287 с.

111. Удовенко В.Е., Сафронова И.П. Газораспределительные сети России// Полимергаз, 1997. №4, - с.7-9.

112. Федяевский К.К., Фомин Н.Н. Исследование влияния шероховатости на сопротивление. Труды ЦАГИ, вып. 441.: М., 1940.

113. Хасилев В.Я; Элементы теории гидравлических цепей.// Изв. АН СССР. Сер. энергетика и транспорт. 1964.- №1.- С.69-88.

114. Хасилев В.Я. О применении математических методов при проектировании и эксплуатации трубопроводных систем. // Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1971.- №2.- С. 18-27.

115. Хедли Дж. Нелинейное и динамическое программирование.- М.: Мир, 1967.- 506 с.

116. Храменков С.В., Загорский В.А., Дрейцер В.П., Плешков JI.B. Современные бестраншейные методы ремонта трубопроводов // Водоснабжение и санитарная техника, 1998. №3. — С.6-9.

117. Храменков С.В., Шведов В.Н., Косыгин А.Б. Ремонтные телеработы и бестраншейный ремонт подземных трубопроводов // Водоснабжение и санитарная техника, 1999. №5. - С.30.

118. Чарный И.А. Основы газовой динамики. М.: Гостоптехиздат, 1961.200 с.

119. Черри Е., Миллар У. Некоторые новые понятия и теоремы в области нелинейных систем. / Автоматическое регулирование: сб. материалов конф. Кренфильд. М.: Изд-во иностр. лит. 1954. с.261-273.

120. Чупин В.Р., Малевская М.Б. Сокращение последствий от аварий на водопроводных сетях. // Водоснабжение и санитарная техника. №4, 1994. -с.8-9.

121. Щербаков В.И. Анализ, техническая диагностика и реновация систем подачи и распределения воды на основе принципов энергетического эквивалентирования: Автореф. дисс. д-ра техн. наук.- Воронеж, 2002.-49с.

122. Щербаков В.И. Панов М.Я., Квасов И.С. Анализ, оптимальный синтез и реновация городских систем водоснабжения и газоснабжения. — Воронеж: Воронеж, гос. ун-т, 2001. -т 292 с.

123. Эгильский И.А. Автоматизированные системы управления технологическими процессами подачи и распределения воды.- JL: Стройиздат Лен. отд, 1988.-216 с.

124. Эгильский И.А. Опыт проектирования и внедрения АСУ технологических процессов водоснабжения. М.: ЦПНТО КХиБ, 1985.- 78 с.

125. Chua L.O. Chen L.K. Diakoptic and Generalized Hybrid Analysys. / IEEE Trans, on Circuit and Sistems, vol. CAS-23, № 12, Dec. 1976, pp.694-705.

126. Kirchhoff G. Ueber die Auflosung der Gleichungen, auf welche Man bei Untersuchung der linearen Vertheilung, galvanische Strome gefuhrt wird. // Leipzig; Annalen der Physik und chemic (Poggendorf), 1847, Bd.72, N.12, S.497-508.

127. Kralik J., Stiegler P., Vostry Z. Modelle fur die dynamik Rohrleitungs-netzen. Theoretischer Hintergrund. // Gas - Wasser - Abwasser. - 1984.-vol.64.- № 4.- p. 187-193.

128. Maxwell J.C.A. Treatise of Electricity and Magnetism. / Oxford, 1873, Vol. 1, Chapt.6.

129. Hale D. Pipe renovation // Pipeline and Gas J. 1984. 211. № 11.

130. Horrison J. Т., Harhe I. R. Plastic pipe use in the United Kingdom Part 2 Installation plastics // Pipeline and Gas J. 1975.

131. Lost House P. Replacement and rehabilitation of pipes Papers of IWSA. 1984.

132. Urbaniak A. Multicriteria capacitu expansion planning for an Urban Water Sustem with Randon data. // Civil Engineering Sustem.-1988.-vol., 5.-N3.-p.129- 136.