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 |

Системный анализ, моделирование и оптимизация функционирования систем централизованного теплоснабжения в районах крайнего севера

-- [ Страница 1 ] --
На правах рукописи
ХАФИЗОВ Ренат Назипович
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В РАЙОНАХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)
      1. АВТОРЕФЕРАТ
      2. диссертации на соискание учёной степени
кандидата технических наук
      1. Самара – 2007

Работа выполнена на кафедре «Управление и системный анализ в теплоэнергетике» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет»

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Дилигенский Николай Владимирович.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Доктор технических наук, профессор Батищев Виталий Иванович

Кандидат технических наук Сергеев Антон Владимирович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ –

ОАО «Инженерный центр энергетики Поволжья», г. Самара.

Защита диссертации состоится 24 декабря 2007 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.217.03 ГОУ ВПО Самарский государственный технический университет по адресу г. Самара, ул. Галактионовская, 141, корпус 6, аудитория 28.

Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, главный корпус, на имя ученого секретаря диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного технического университета по адресу: г. Самара, ул. Первомайская, 18.

Автореферат разослан «___» ________ 2007 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Д 212.217.03 Н.Г. Губанов

«Актуальные проблемы современной науки». Естественные науки. Части 12-16, СамГТУ, Самара, 2003 – с. 43-44.

5. Немченко В.И., Хафизов Р.Н. Методика настройки температурных компенсаторов на основе системного анализа отпуска тепла // Информационные, измерительные и управляющие системы (ИИУС-2005): Материалы международной научно-технической конференции, СамГТУ, Самара, 2005 – с. 41-43.

6. Немченко В.И., Хафизов Р.Н. Инженерная методика расчёта настроек погодного компенсатора // Математическое моделирование и краевые задачи: труды всероссийской научной конференции. Часть 2, СамГТУ, Самара, 2004 – с. 178-180.

7. Немченко В.И., Абрамов С.Ю., Абриталин А.А., Хафизов Р.Н. Проектирование режимов автоматического регулирования расхода тепловой энергии на тепловых пунктах жилых зданий // Математическое моделирование и краевые задачи: труды двенадцатой межвузовской научной конференции. Часть 2, СамГТУ, Самара, 2002 – с. 98-100.



8. Хафизов Р.Н. Реконструкция систем центрального теплоснабжения в районах крайнего севера // Научно-практическая конференция «Инновационный потенциал молодых специалистов ОАО «Газпром» как условие повышения эффективности разработки углеводородных месторождений Ямала», ЯНАО, Ямбург, 2004 г. с. 43.


Автореферат отпечатан с разрешения диссертационного совета Д212.217.03

ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

(протокол № 24 от «15» ноября 2007 года)

Заказ № 856. Тираж 100 экз.

Отпечатано на ризографе.

Самарский государственный технический университет

Отдел типографии и оперативной печати

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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

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

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

Основным видом деятельности ООО «Газпромэнерго» является производство тепловой энергии. Формирование тарифов на выработку теплоты производится, исходя из количества предполагаемой к выработке тепловой энергии и объема планируемого потребления природного газа. В целях минимизации затрат, достижения наибольшей экономии топливно-энергетических ресурсов и повышения дохода организации необходимо оптимизировать процессы выработки, транспорта и потребления тепловой энергии и минимизировать потребление природного газа котельными.

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

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

Повышение эффективности автоматического управления централизованным теплоснабжением должно основываться на системном анализе работы существующей системы теплоснабжения, на комплексном исследовании характера взаимодействий процессов выработки, транспорта и потребления тепловой энергии, на выявлении резервов экономии теплоты. Реализация систем автоматического управления режимами работы систем централизованного теплоснабжения требует совершенствования способов и структур управления процессом теплоснабжения. Для решения этих задач необходимо использовать математические модели, позволяющие исследовать эффективность различные методов управления. Моделирование позволяет отыскать те функций управления, которые дают наибольший эффект. Имитационное моделирование даёт возможность находить рациональные режимы работы технологического оборудования. На основе математических моделей, имитирующих процессы теплоснабжения, появляется возможность расширения состава решаемых задач и функций управления теплоснабжением.

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

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

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

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи:

1. Комплексный анализ функционирования системы централизованного теплоснабжения, структуризация и исследование реальных статистических показателей деятельности, оценка частных показателей эффективности теплообеспечения в районах Крайнего севера.

2. Построение математических моделей системы централизованного теплоснабжения, идентификация моделей на основе реальной статистики функционирования системы теплообеспечения, оценка аппроксимативных свойств полученных моделей и исследование на их основе структурных и функциональных свойств системы теплоснабжения.

3. Комплексный анализ способов и алгоритмов регулирования, структур систем автоматического управления теплообеспечением потребителей.

4. Построение обобщённых критериев и показателей качества функционирования системы централизованного теплоснабжения, многокритериальное оценивание системной эффективности теплообеспечения.

5. Интегральная оценка потенциала экономии ТЭР в процессе функционирования системы централизованного теплоснабжения при организации автоматического регулирования отопительной нагрузки.

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

Научная новизна и значимость работы характеризуется следующими результатами:

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

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





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

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

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

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

Практическая полезность (ценность) диссертации заключается в следующих полученных результатах:

1. Разработаны направления повышения эффективности систем централизованного теплоснабжения;

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

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

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и получили одобрение на международных, российских и межвузовских конференциях: на третьей и четвертой международной конференции молодых учёных и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (Самара 2003, 2004); на всероссийской научной конференции «Математическое моделирование и краевые задачи» (Самара 2002, 2004); На научно-практической конференции «Инновационный потенциал молодых специалистов ОАО «Газпром» как условие повышения эффективности разработки углеводородных месторождений Ямала» (ЯНАО, пос. Ямбург, 2004).

Реализация работы. Полученные в диссертационной работе решения и разработанные методики были использованы при разработке Энергетической Программы перспективного развития ООО «Газпромэнерго» до 2010 года, Программы энергосбережения ООО «Газпромэнерго» до 2010 года, формировании приоритетных предложений модернизации промышленно-отопительных котельных филиалов ООО «ГПЭ» и инвестиционных проектов реконструкции источников теплоснабжения и вошли в Проект программы НИОКР ООО «Газпромэнерго» на 2007 г.

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

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ,

из них 2 по списку, рекомендованному ВАК.

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

На защиту выносятся следующие основные научные положения:

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

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

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

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

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

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

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В диссертации рассмотрен следующий комплекс теоретических и прикладных вопросов.

Во введении показана актуальность темы, сформулирована цель работы, дана общая характеристика, показана научная новизна и практическая значимость полученных результатов, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен аналитический обзор методов системного анализа и математического моделирования энергетических систем, рассмотрены методы регулирования отопительной нагрузки в системах централизованного теплоснабжения, критерии и способы оценки эффективности производственных энергетических систем.

Проанализирован широко распространённый класс моделей производственных систем в форме производственных функции. Этот класс моделей, описывающий процессы преобразования исходных ресурсов в конечную продукцию, в работе выбран в качестве базового для исследования функционирования систем централизованного теплоснабжения.

Изучены вопросы идентификации моделей производственных систем и в качестве базового способа идентификации параметров производственных функций выбран метод наименьших квадратов (МНК).

Рассмотрены методы управления отопительной нагрузкой для различных видов систем централизованного теплоснабжения – качественный, количественный и качественно-количественный, сводящиеся, соответственно, к регулированию температур, расходов теплоносителей и их совместных воздействий. Проанализированы характеристики различных способов регулирования расчётных режимов теплоснабжения отопительных систем для рассматриваемого региона с учётом климатических условий и бытовых тепловыделений в зданиях. Для дальнейшего анализа выбраны четыре наиболее целесообразных метода автоматического регулирования отопительной нагрузки для систем централизованного теплоснабжения в районах Крайнего севера: качественное регулирование по температуре прямой сетевой воды, качественное регулирование по температуре обратной сетевой воды и качественно-количественное регулирование с учётом бытовых тепловыделений по температурам прямой и обратной сетевой воды.

Вторая глава посвящена структуризации, классификации и анализу экспериментальных данных о функционировании и характеристиках системы централизованного теплоснабжения. В качестве конкретного типового объекта исследования взята система централизованного теплоснабжения поселка Пангоды Надымского района Ямало-ненецкого автономного округа.



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.