авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Решения задачи повышения надежностирегиональной системы теплоснабжения

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Преснухин Виктор Константинович

УДК 519.86 : 536.46

Создание информационно-аналитической среды
для решения задачи повышения надежности
региональной системы теплоснабжения

Специальность

05.13.01 – “Системный анализ, управление и обработка информации

(в науке и технике)”

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Ижевск–2011

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Ижевский государственный технический университет” на кафедре “Математическое моделирование процессов и технологий”

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Русяк Иван Григорьевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Уразбахтин Федор Асхатович кандидат физико-математических наук, доцент
Бартенев Олег Архипович
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО “Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева”

Защита состоится “06” октября 2011 г. в 16.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.065.06 при ФГБОУ ВПО “Ижевский государственный технический университет” по адресу: 426069 г. Ижевск, ул. Студенческая, д. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета.

Отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, Ученому секретарю совета Сяктереву В.Н.

Автореферат разослан “05” сентября 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.065.06

к.т.н., доцент В.Н. Сяктерев

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В последнее время, в связи с износом систем теплоснабжения, большое внимание уделяется повышению энергетической безопасности теплоснабжения населения. Тепло – это особый товар, который нельзя запасти впрок и, тем более, перебросить на значительные расстояния. Его необходимо реализовать здесь и сейчас. Поэтому проблема энергетической безопасности должна решаться предупредительными профилактическими мероприятиями с целью исключения аварийных ситуаций в отопительный период и связанных с этим больших финансовых и социальных издержек.

В Удмуртской Республике (УР) насчитывается более тысячи теплоисточников (котельных), вырабатывающих тепло на коммунальные и производственные нужды. При этом большинство из них находится на балансе бюджетов различных уровней. В настоящее время задача планирования работ капитального характера решается не на основе принципа оптимальности и надежности, а на основе принципа очередности.





Конечно, проблема энергетической безопасности заключается не только в старении и снижении надежности работы оборудования теплоисточников. Часть решения этой проблемы заключается в их бесперебойном обеспечении топливом, а также в квалификации персонала и состоянии системы теплоснабжения в целом. Для комплексного решения данной проблемы разработана информационно-аналитическая система учета теплоисточников на территории Удмуртской Республики и потребляемых ими ресурсов. С помощью данной системы решаются следующие задачи.

  1. Анализ состояния (энергоаудит) топливно-энергетического комплекса Удмуртской Республики.
  2. Расчет требуемых ресурсов под заданный объем потребления конечных энергоносителей.
  3. Математическое моделирование и оптимизация надежности теплоисточников при заданных ограничениях.
  4. Повышение эффективности функционирования топливно-энергетического комплекса.
  5. Оптимизация инвестиционного процесса при реновации систем теплоснабжения.

В последнее время все больше внимания уделяется вопросам совершенствования оперативного управления системами жизнеобеспечения, к которым следует отнести и распределенную систему теплоснабжения. Необходимость такого совершенствования определяется усложнением экономических и производственных связей. От науки требуются рекомендации по оптимальному управлению такими процессами.

В этой связи, большое значение приобретает анализ надежности региональной системы теплоснабжения и решение задачи оптимального управления по ее повышению.

Современный подход к анализу систем, основанный на применении ЭВМ и на математическом моделировании, рассматривается в работах Карманова В.Г., Данцига Дж.Б., Зайченко Ю.П., Вагнера Г., Конюховского П.В., Гнеденко В.Б. и др. В работах Ашманова С.А., Дегтярева Ю.И., Канторовича Л.В. подробно и на практическом материале изложены основы теории решения задач оптимизации, способы построения математических моделей оптимальных задач, рассмотрены основные понятия, методологические принципы и математические аспекты теории оптимизации систем.

В данной работе изучается проблема надежности распределенной системы теплоснабжения. В этой связи построены математические модели надежности теплоисточников и всей системы теплоснабжения региона. Задача управления надежностью распределенной системой теплоснабжения рассматривается как оптимальная задача математического программирования с булевыми переменными.

Объектом исследования в настоящей диссертационной работе является распределенная система регионального теплоснабжения.

Предметом исследования является проблемно-ориентированная система управления по критерию надежности и эффективности функционирования топливно-энергетического комплекса региона.

Целью диссертационной работы является разработка информационно-аналитической системы и математических моделей для решения задачи повышения надежности и эффективности региональной системы теплоснабжения.

Задачи исследования:

  1. Создание информационно-аналитической системы теплоснабжения, включающей геоинформационную систему региона.
  2. Создание базы данных по теплоисточникам, позволяющей решать задачи повышения надежности и эффективности распределенной системы теплоснабжения региона.
  3. Визуализация первичного анализа данных по различным характеристикам.
  4. Разработка и реализация алгоритма обновления данных.
  5. Разработка математических моделей, алгоритмов и программно-вычислительного комплекса для решения задач оптимального управления.

Методы исследования. В работе использовались методы теории надежности сложных систем, методы оптимизации, методы математического программирования; использован аппарат разработки прикладного программного обеспечения, вычислительных алгоритмов и математического компьютерного моделирования.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена использованием обоснованных математических моделей, апробированных алгоритмов решения задач оптимизации, а также использованием полученных решений в практике оперативного планирования и управления системой теплоснабжения региона.

На защиту выносятся:

  • математические модели описания надежности теплоисточников распределенной системы теплоснабжения;
  • постановка и алгоритм решения задачи оптимального управления;
  • программно-вычислительный комплекс оптимального управления региональной системой теплоснабжения;
  • результаты решения задач оптимального управления надежностью распределенной системы теплоснабжения.

Научная новизна работы:

  • разработаны новые математические модели повышения эффективности региональной распределенной системы теплоснабжения по критерию надежности;
  • разработан программно-вычислительный комплекс, позволяющий в интерактивном режиме решать широкий круг задач оперативного планирования и управления распределенной системой теплоснабжения в реальном масштабе времени;
  • проведены параметрические исследования и выявлены резервы повышения надежности региональной системы теплоснабжения в условиях ограничений.

Практическая ценность работы

Разработанная и реализованная в виде программно-вычислительного комплекса проблемно-ориентированная система управления теплоснабжением региона используется в Министерстве промышленности и энергетики Удмуртской Республики и может быть использована при решении задач управления теплоснабжением в других регионах Российской Федерации.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались на следующих научных конференциях:

  • VI Всероссийской научно-технической конференции “Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения” (Н. Новгород, октябрь, 2002);
  • Региональном семинаре-совещании “Энергосбережение и развитие ТЭК” (Ижевск, 28-29 ноября 2002);
  • IV Международной научно-технической конференции “Информационные технологии в инновационных проектах” (Ижевск, 29-30 мая 2003);
  • Х Международной научно-практической конференции “Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах” (Пенза, 23 апреля 2009);
  • Всероссийской научной конференции-семинаре “Теория управления и математическое моделирование” (Ижевск, 2006);
  • Научно-технических конференциях ИжГТУ (2003-2010).

По теме диссертации опубликованы 12 печатных работ, в том числе 1 монография и 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов кандидатских диссертаций. Материалы диссертации вошли в отчеты по Государственному контракту, выполненному в рамках Республиканской целевой программы “Снабжение Удмуртской Республики местными возобновляемыми видами топлива, альтернативными природному газу”.

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии на всех этапах исследования, включающих разработку концептуальной модели проблемно-ориентированной системы управления, технической постановки задачи, подходов и методов к решению исследуемой проблемы, моделирование изучаемых характеристик и анализ полученных результатов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения и списка цитируемой литературы, включающего 96 наименований. Работа изложена на 128 страницах текста, содержит 67 рисунков и 19 таблиц.

Содержание диссертации

Введение содержит обоснование актуальности темы, формулировку цели и задач исследования, основные положения, выносимые на защиту, определяет практическую значимость, содержание и методы выполнения работы.

В первой главе сформулированы требования, предъявляемые к предмету исследования и разработки. Предложена концептуальная модель проблемно-ориентированной системы управления. Представлен системный анализ предметной области (рис. 1), результатом которого явилась инфологическая модель проектируемой информационно-аналитической системы “Теплоснабжение УР”, включающая систему управления базой данных, геоинформационную систему и блок аналитических приложений (методики расчета и алгоритмы решения задач).

Вторая глава посвящена разработке математических моделей для оценки надежности функционирования теплоисточников различных технологических схем и оптимального распределения инвестиций с целью повышения надежности региональной системы теплоснабжения и энергетической безопасности региона. Представлена методика расчета надежности котельных. Формулируются задачи оптимального управления инвестициями с учетом ограничений. Для решения задачи оптимизации используется генетический алгоритм.

 Рис. 1. Концептуальная модель-2

Рис. 1. Концептуальная модель проблемно-ориентированной
системы управления

На рис. 2 изображена принципиальная схема типовой котельной с независимой системой, а на рис. 3 – с зависимой системой циркуляции теплоносителя.

Рис. 2. Принципиальная схема
типовой котельной с независимой
системой циркуляции теплоносителя
Рис. 3 Принципиальная схема
типовой котельной с зависимой системой циркуляции теплоносителя


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.