ДонНТУ Магистры Добро пожаловать на мой сайт

                                                                                                    Введение

В целях управления этой сложной системой необходима передача и обработка большого объема информации, решение многочисленных технических и экономических проблем. Одной из главных проблем является поиск новых методов организации различных служб в газовой промышленности, включающих как оперативно-диспетчерскую, так и административно-хозяйственную функции.

В условиях значительных колебаний потребления топлива особо актуальны вопросы обеспечения стабильности подачи топлива потребителям. В связи с этим первостепенным является определение зависимости газопотребления от температуры наружного воздуха с учетом условий ограничения на газ при повышенном спросе.

Отличие системы газоснабжения от систем снабжения другими видами продукции имеет ряд характерных особенностей. К ним относятся: большие объемы производства и потребления; транспортирование значительных объемов газа на дальние расстояния от пунктов добычи и производства до пунктов потребления; значительная взаимозаменяемость различных видов топлива на уровне системы топливоснабжения; существенная зависимость режимов газопотребления от метеорологических условий и др.
Исходя из этого, своевременное предупреждение и устранение трудностей, связанных с вопросами топливоснабжения, тесно связано с наличием достоверной и оперативной информации о режимах использования топлива, которая зачастую отсутствует.
Надежность обеспечения топливом потребителей значительно понижается в периоды резких похолоданий, когда возникает проблема покрытия пиковых расходов газа. Поэтому особое место в управлении системой газоснабжения в различных временных разрезах занимают вопросы прогнозирования режимных характеристик основных потребителей газового топлива.
Исследование режимов использования газа в целях прогнозирования в различных временных разрезах очень актуально для стран, не обеспеченных собственными топливными ресурсами и использующими только привозное топливо.

                                                    ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

В силу непрерывного роста удельного веса газовой промышленности в общем топливно-энергетическом балансе страны проблема надежного функционирования системы газоснабжения приобретает особую значимость.
Газовая промышленность представляет собой взаимосвязанный комплекс месторождение - магистральный транспорт - потребитель, который характеризуется многообразием внешних и внутренних связей. Управление таким комплексом довольно сложная задача и решение ее возможно лишь созданием отраслевой автоматизированной системы управления (ОАСУ).
Основной задачей, поставленной перед газовой промышленностью, является обеспечение надежного топливоснабжения потребителей, что понимается как бесперебойная подача топлива им в соответствии с установленным графиком потребления при любых изменениях климатических показателей.
Эта задача может быть решена при условии совершенствования управления системой с поэтапным внедрением ОАСУ, что требует решения ряда методологических вопросов.
Первостепенным из них можно считать применение современных экономико-математических методов для выбора оптимальных решений.
Одним из таких методов является моделирование режимов газопотребления, что позволяет на основе полученных экономико-статистических моделей прогнозировать процесс на перспективу в различных временных разрезах.
В данной проблеме первоочередным является определение срока (времени упреждения), на который делается прогноз. В энергетике принимается классификация, предложенная в [1]. Что же касается периода упреждения прогноза режимов газопотребления, то в этом случае целесообразней придерживаться следующей градации:
краткосрочный - период упреждения от нескольких часов до месяца;
среднесрочный - от нескольких месяцев до года;
долгосрочный - от года до 5 лет и более.
Актуальность прогнозирования режимов газопотребления в разрезах несомненна, так как обоснованные прогнозы являются эффективным инструментом перспективного планирования и управления в отрасли.
При построении систем прогнозирования решается ряд методологических вопросов, основными из которых являются: разработка внутренней структуры прогнозирования и механизма ее функционирования; информационное и математическое обеспечение.
Решение этих вопросов требует построения системы моделей кратко-, средне- и долгосрочного прогнозирования с дальнейшей увязкой полученных результатов с основными положениями планирования.
Как показали исследования, суточный и годовой режимы газопотеребления формируются: метеорологическими (текущие и предшествующие показания температуры наружного воздуха), астрономическими (смена дня и ночи, дней недели), режимными (степень загрузки и структура потребителей), общественными (социальный уклад населения) и другими факторами. Поэтому для получения целостной картины развития объекта обследования (режимы тепло- и топливоиспользования отраслей промышленности) необходимо выявленные количественные характеристики дополнить качественным анализом, основанным на методах экспертных оценок. Необходимость применения эвристического анализа обусловливается также наличием в исходной информации факторов, не поддающихся количественной оценке и относящихся по классификации типа информации к мнению.
Анализ и обработка суждений экспертов об указанных факторах позволяют объединить разнородную субъективную информацию и получить их количественную оценку. Основой получения исходной информации и ее статистического анализа послужили таблицы экспертных оценок, состоящие из следующих частей:
1. Обращение к эксперту, где описывается круг вопросов, к решению которых он привлекается;
2. Анализ и краткое описание задачи, поставленной перед исследователем, с целью введения его в сущность разрабатываем проблемы;
3. Опросные листы в виде таблиц.
Основная цель качественного анализа - изучение, оценка и выбор основных факторов, формирующих режим потребления топлива (газа) промышленным сектором.
Статистический анализ результатов очного анкетного спроса, проведенного более чем на 120 обследуемых предприятиях методами математической статистики, позволил получить следующие показатели:
- средневзвешенные веса для каждого фактора;
- мера вариации и согласованности ответов экспертов по каждому признаку-фактору;
- средняя частота предпочтительности экспертами одного фактора остальным;
- зависимость между упорядоченными признаками;
- коллективная оценка важности полученного множества признаков во всем промышленном секторе.
Выявленные и дополненные экспертами факторы дали возможность количественно отразить ту неполноту информации, которая исходит из специфики отчетности по потреблению топлива.
Факторы, формирующие режим топливоиспользования, следующие:
- уровень автоматизации контроля и управления производственными мощностями технологических сооружений;
- надежность работы оборудования и сроки капитального ремонта установленных тепло- и топливоиспользующих агрегатов (установок);
- сменность работы предприятия;
- влияние температуры наружного воздуха;
- сезонность работы;
- сортамент выпускаемой продукции;
- объем (ежемесячный вал) выпускаемой продукции;
- параметры и вид применяемого топлива и теплоносителя (горячая вода, пар, мазут и др.);
- поставка сырья и топлива, их пополнение и запасы на предприятиях;
- качество поступающего сырья на предприятиях;
- влияние степени квалификации обслуживающего персонала тепло- и топливоиспользующих установок.
Определение взаимосвязи характеристик, описывающих режимы использования газа определенной группой потребителей, необходимо в вопросах установления качественных показателей изменений режима работы системы газоснабжения.
Выявленные признаки-факторы качественно характеризуют не только сезонность, но и случайность в режимах использования топлива.
Наблюдаемые колебания в результате изменения температуры наружного воздуха и производственно-технологического цикла (прерывистость процессов, сменность производства, ремонтные работы, изменение темпов производства, в связи с колебаниями конъюнктуры в некоторых видах продукции) особенно сказываются на графиках газопотребления предприятий пищевой, мясомолочной, лесной и деревообрабатывающей промышленности.
Отрасли промышленности, где технологическая нагрузка преобладает над отопительно-вентиляционной, имеют относительно равномерный график. К ним относятся цветная металлургия, химическая промышленность, промышленность строительных материалов и др. Результаты ранжирования признаков по отраслям промышленности показали идентичность вышеуказанных положений с количественным анализом.
Характерной особенностью текущего планирования является учет сезонной неравномерности газопотребления. На основные показатели текущего плана (объем транспорта газа, фондоотдачу, себестоимость, прибыль и др.) влияет равномерность работы в течение года газоснабжающей системы, которая достигается с помощью различных средств регулирования: подземных хранилищ газа (ПХГ), буферных потребителей, внутренних резервов газопроводов и промыслов. Эти же средства регулирования могут быть использованы для обеспечения надежности газоснабжения, в частности, компенсации снижения производительности газопровода либо перерывов в газоснабжении при аварийных ситуациях. Таким образом, проблема надежности тесно связана с проблемой регулирования сезонной неравномерности потребления газа. Причем обе проблемы дополняют одна другую и, с точки зрения критерия надежности, трудноразделимы, так как их решение должно обеспечивать при минимуме затрат заданный уровень надежности.
Основную роль в формировании режимов работы магистрального газопровода играют потребители. В реальных газотранспортных системах изменение потребления носит вероятностный характер. Нестационарность процесса объясняется колебанием температур в течение года и, следовательно, в той мере, в какой потребление газа связано с температурой наружного воздуха, соответственно возникают возмущения в потреблении.
Проблема изучения природы режимов потребления газа представляет собой сложную задачу, в решении которой существенную помощь оказывают методы математического моделирования.
Анализ режимов работы магистрального газопровода показал, что возмущения, имеющие место в газопроводе, можно классифицировать, в основном, на периодические, зависящие от неравномерности процесса газопотребления, и непериодические, возникающие вследствие случайных воздействий. Для долго- и среднесрочного прогнозирования целесообразно применение известных численных методов, приведенных к использованию полиномов Чебышева, синус-косинус преобразования Фурье и др. В этом случае находят широкое применение методы математико-статистической экстраполяции, ориентирующейся на уже существующие возможности и тенденции.