Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе
Рассматривается понятие нормирования погрешности расчета баланса природного газа в трубопроводной газотранспортной системе. Анализируется возможность нормирования погрешности расчета баланса газа в условиях неполноты и разнородности информации об источниках погрешности и неточности исходных данных....
Збережено в:
| Дата: | 2013 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України
2013
|
| Назва видання: | Проблемы машиностроения |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99110 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе / Б.С. Ильченко, И.А. Прищепо, И.С. Ивасютяк, В.В. Инкулис // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 57-61. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-99110 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-991102016-04-24T03:02:11Z Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе Ильченко, Б.С. Прищепо, И.А. Ивасютяк, И.С. Инкулис, В.В. Прикладная математика Рассматривается понятие нормирования погрешности расчета баланса природного газа в трубопроводной газотранспортной системе. Анализируется возможность нормирования погрешности расчета баланса газа в условиях неполноты и разнородности информации об источниках погрешности и неточности исходных данных. Предложен подход к нормированию с применением статистической модели погрешности расчета баланса газа. Розглядається поняття нормування похибки розрахунку балансу природного газу у трубопровідній газотранспортній системі. Аналізуєтся можливість нормування похибки розрахунку балансу газу в умовах неповноти та різнородності інформації про джерела похибки і неточності вхідних даних. Запропоновано підхід до Calculation error normalization notion for natural gas balance in gas transmission system has been examined. Feasibility of the gas balance calculation error normalization in conditions of incomplete and heterogeneous information on the sources of error and inaccuracy of initial data has been analyzed. The approach to the normalization, which is using the gas balance calculation error statistical model, was proposed. 2013 Article Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе / Б.С. Ильченко, И.А. Прищепо, И.С. Ивасютяк, В.В. Инкулис // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 57-61. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0131-2928 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99110 656.5:658.5 ru Проблемы машиностроения Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Прикладная математика Прикладная математика |
| spellingShingle |
Прикладная математика Прикладная математика Ильченко, Б.С. Прищепо, И.А. Ивасютяк, И.С. Инкулис, В.В. Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе Проблемы машиностроения |
| description |
Рассматривается понятие нормирования погрешности расчета баланса природного газа в трубопроводной газотранспортной системе. Анализируется возможность нормирования погрешности расчета баланса газа в условиях неполноты и разнородности информации об источниках погрешности и неточности исходных данных. Предложен подход к нормированию с применением статистической модели погрешности расчета баланса газа. |
| format |
Article |
| author |
Ильченко, Б.С. Прищепо, И.А. Ивасютяк, И.С. Инкулис, В.В. |
| author_facet |
Ильченко, Б.С. Прищепо, И.А. Ивасютяк, И.С. Инкулис, В.В. |
| author_sort |
Ильченко, Б.С. |
| title |
Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе |
| title_short |
Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе |
| title_full |
Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе |
| title_fullStr |
Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе |
| title_full_unstemmed |
Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе |
| title_sort |
нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе |
| publisher |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Прикладная математика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/99110 |
| citation_txt |
Нормирование погрешности расчета баланса газа в трубопроводной газотранспортной системе / Б.С. Ильченко, И.А. Прищепо, И.С. Ивасютяк, В.В. Инкулис // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 57-61. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Проблемы машиностроения |
| work_keys_str_mv |
AT ilʹčenkobs normirovaniepogrešnostirasčetabalansagazavtruboprovodnojgazotransportnojsisteme AT priŝepoia normirovaniepogrešnostirasčetabalansagazavtruboprovodnojgazotransportnojsisteme AT ivasûtâkis normirovaniepogrešnostirasčetabalansagazavtruboprovodnojgazotransportnojsisteme AT inkulisvv normirovaniepogrešnostirasčetabalansagazavtruboprovodnojgazotransportnojsisteme |
| first_indexed |
2025-07-07T07:30:24Z |
| last_indexed |
2025-07-07T07:30:24Z |
| _version_ |
1836972429178568704 |
| fulltext |
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 57
УДК 656.5:658.5
Б. С. Ильченко*, д-р техн. наук
И. А. Прищепо**
И. С. Ивасютяк***
В. В. Инкулис****
* Харьковская национальная академия городского хозяйства
** ДК «Укртрансгаз» (г. Киев)
*** НПЦ «Техдиагаз» ДК «Укртрансгаз» (г. Харьков, e-mail: ivas@itransgaz.com)
**** Институт проблем машиностроения им. А. Н Подгорного НАН Украины
(г. Харьков, e-mail: inkulis@yandex.ru)
НОРМИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ РАСЧЕТА БАЛАНСА ГАЗА
В ТРУБОПРОВОДНОЙ ГАЗОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЕ
Рассматривается понятие нормирования погрешности расчета баланса природного га-
за в трубопроводной газотранспортной системе. Анализируется возможность норми-
рования погрешности расчета баланса газа в условиях неполноты и разнородности ин-
формации об источниках погрешности и неточности исходных данных. Предложен
подход к нормированию с применением статистической модели погрешности расчета
баланса газа.
Розглядається поняття нормування похибки розрахунку балансу природного газу у тру-
бопровідній газотранспортній системі. Аналізуєтся можливість нормування похибки
розрахунку балансу газу в умовах неповноти та різнородності інформації про джерела
похибки і неточності вхідних даних. Запропоновано підхід до нормування з застосуван-
ням статистичної моделі похибки розрахунку балансу газу.
Введение
На протяжении последнего десятилетия в газотранспортной системе (ГТС) Украины
проводится последовательная политика повышения экономичности и эффективности транс-
портировки газа – внедряются новые энергосберегающие технологии, повышается точность
измерения и учета расхода и отбора газа потребителями. Одним из показателей экономично-
сти ГТС является погрешность расчета баланса (разбаланс) газа в газотранспортной системе.
Дальнейшее уменьшение разбаланса путем внедрения новых энергосберегающих техноло-
гий требует все больших экономических затрат, соотношение которых со стоимостью газа,
полученного уменьшением разбаланса, определяет целесообразность энергосберегающих
мероприятий. Это делает актуальным исследование погрешности расчета баланса газа в га-
зотранспортной системе. В данной статье рассматривается подход к нормированию объема
разбаланса, т.е. определению нормативного значения погрешности расчета баланса, соответ-
ствующего нормальным для технического состояния и режима работы газопровода потерям
газа.
Определение разбаланса
Погрешность расчета баланса (разбаланс) газа в ГТС представляет собой разницу
между учтенными поступлениями газа из соседних ГТС, месторождений, подземных храни-
лищ и учтенным расходом газа, переданного соседним ГТС, отобранного потребителями,
газа для закачки в хранилища, на собственные нужды объектов ГТС и учтенными потерями
газа.
Учтенные показатели, применяемые при расчете баланса газа, представляют собой
нормативные, расчетные и измеренные значения, которые отличаются от фактических по-
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 58
грешностями нормирования, расчетов и измерений расходов газа. Совокупность этих по-
грешностей формирует общий объем разбаланса q, т.е. разбланс представляет собой сумму
составляющих по объектам ГТС и по видам источников разбаланса
∑∑∑∑ ===
j
j
i j
ij
i
i qqqq , (1)
где qi – объем составляющей разбаланса, создаваемой на i-м объекте ГТС; qij – объем со-
ставляющей разбаланса j-го вида, создаваемой на i-м объекте ГТС; qi – объем составляющей
разбаланса j-го вида. Общий разбаланс по ГТС представляет собой сумму элементов qij мат-
рицы погрешностей.
Источники разбаланса можно разделить на прямые неучтенные потери, а также ин-
струментальные и методические погрешности определения расхода газа. Учитывая количе-
ство возможных источников утечек в газотранспортной системе, можно сделать вывод, что
наличие разбаланса газа является нормальным свойством большой ГТС.
Понятие нормирования погрешности расчета баланса газа
Нормирование объема разбаланса газа можно определить как расчет нормативного
значения, соответствующего нормальным для технического состояния и режима работы га-
зопровода потерям газа.
Нормативное значение разбаланса можно использовать для решения нескольких за-
дач:
− проверка фактических значений разбаланса на нормативное соответствие с целью опре-
деления недостоверных значений разбаланса и/или установления факта дополнительных
несистемных потерь газа;
− прогнозирование: задав планируемые на будущий период параметры режима работы ГТС
расчетом нормативного значения, можно решить задачу прогнозирования разбаланса;
− сравнительный анализ нормативного и расчетного объемов разбаланса, который позволит
оценить степень эффективности планируемых мероприятий оптимизации управления пе-
рекачиванием газа, ремонтов и модернизации оборудования, внедрения современных
энергосберегающих технологий;
− сравнительный анализ нормативного (по состоянию до проведения мероприятий) и фак-
тического объемов разбаланса, позволяющего оценить степень эффективности уже реа-
лизованных мероприятий.
Особенностью нормирования потерь является различение средних, ожидаемых по-
терь и граничных, максимально допустимых. Для первой из приведенных задач в качестве
нормативного естественно применение максимально допустимого значения потерь, для ос-
тальных – средних потерь. Таким образом, для практического применения нормирование
разбаланса должно обеспечить получение двух нормативных значений – среднего и макси-
мально допустимого.
Традиционные методы нормирования расходов газа в оборудовании ГТС в упрощен-
ной формулировке сводятся к замерам и расчетам расхода для единицы оборудования и кор-
ректируются для разных режимов работы и технического состояния оборудования. Как было
показано выше, стандартный подход с применением полного точного учета всех рассчитан-
ных или измеренных составляющих невозможен. Необходимо было разработать метод
нормирования разбаланса в условиях неполноты и неопределенности информации по
составляющим разбаланса.
Математические модели разбаланса
Ранее в ходе исследования разбаланса были разработаны и применялись математи-
ческие модели [1–3], которые оказались полезны для нормирования объема разбаланса.
Подход к построению математических моделей разбаланса газа в газотранспортной
системе был определен сложностью объекта моделирования, неполнотой и неточностью ин-
формации о составляющих разбаланса. ГТС Украины состоит из тысяч единиц объектов
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 59
различных типов. При расчете баланса газа в сети учитываются все поступления, отборы
газа потребителям и расход газа на собственные нужды во время эксплуатации газопрово-
дов. С одной стороны, информация о составляющих баланса характеризуется неполнотой и
неточностью. Сложность системы делает невозможным исследование погрешности сведения
баланса (разбаланса), которое основывается на прямом анализе точности всех составляю-
щих. С другой стороны – в базах данных ДК «Укртрансгаз» были накоплены суточные и ме-
сячные данные по разбалансу и ряду режимно-технологических параметров за десятилетний
период.
Ввиду вышеизложенного был избран метод исследования, основанный на построе-
нии численной модели погрешности расчета баланса газа как зависимости разбаланса от
доступных режимно-технологических параметров ГТС [1, 2].
Первые численные модели разбаланса – регрессионная и на искусственных ней-
ронных сетях – были построены на основе суточных и месячных данных разбаланса газа и
восьми сопутствующих режимно-технологических параметров [2]. За время апробации обе
модели подтвердили свою состоятельность при прогнозировании и анализе разбаланса,
средняя точность на данных за двухлетний период составила 4,8 и 5,3 % соответственно [2].
На практике ввиду простоты применения использовалась множественная регрессионная мо-
дель разбаланса по режимно-технологическим и календарным факторам
q = c + Σcixi = c + c1qпотр + c2qтр + c3pКС + c4nпуск16 + c5nпуск25 + c6nост16 +
+ c7nост25 + c8Δq + c9z + c10m; (2)
где q – величина разбаланса, тыс. м3; с, ci – параметры множественной регрессии; xi – ре-
жимно-технологические факторы ГТС: qпотр – объем газа, направляемого потребителям,
тыс. м3; qтр – объем транспортированного газа, тыс. м3; pКС – обобщенный показатель вход-
ного давления по КС, атм; nпуск16 – количество пусков ГПА мощностью до 16 МВт; nпуск25 –
количество пусков ГПА мощностью свыше 16 МВт; nост16 – количество остановов ГПА
мощностью до 16 МВт; nост25 – количество остановов ГПА мощностью свыше 16 МВт; Δq –
изменение запаса газа в трубе, тыс. м3; z – тип периода (1 – период замены диафрагм в изме-
рительных устройствах); m – номер месяца.
Позже был предложен подход к моделированию разбаланса в виде комбинированной
математической модели погрешности баланса газа как синтеза аналитической и численной
статистической моделей [3].
Регрессионная и комбинированная модели разбаланса газа:
− допускают неполноту данных, как по количеству замеров, так и по перечню параметров,
необходимых для полного описания поведения системы;
− работают при ошибках разной природы в данных;
− допускают неодинаковую достоверность в разных областях изменения параметров;
− включают механизм оценки точности результата в зависимости от полноты и точности
данных.
Пример нормирования разбаланса газа в ГТС
Для нормирования разбаланса газа в ГТС была применена регрессионная модель
разбаланса (2). Коэффициенты модели были рассчитаны в соответствии с ранее разработан-
ной методикой [2]. Расчет производился на данных по ГТС ДК «Укртрансгаз» за календар-
ный период в 20 месяцев.
Расчет включал такие шаги:
− вычисление нормативного расчетного разбаланса как ожидаемой величины погрешности
расчета баланса q;
− определение оценки среднеквадратичного отклонения σ как показателя степени разброса
значений разбаланса;
− расчет нормативного граничного, максимально допустимого значения погрешности как
q + 2σ.
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 60
Расчет среднеквадратичного отклонения разбаланса выполнялся по стандартной
формуле [4]
1
)(
1
2
−
−
=σ
∑
=
n
mq
n
j
qj
, (3)
где mq – среднее значение разбаланса; n – количество значений разбаланса.
Нормативное максимально допустимое граничное значение разбаланса qгр вычисля-
лось как верхняя граница доверительной полосы з размахом 2σ
qгр = q + 2σ. (4)
В доверительный интервал размахом 2σ попадают 95% значений случайной величи-
ны [4]. Если отклонение фактического значения разбаланса от математического ожидания
превышает 2σ, такое значение либо ошибочное, либо разбаланс обусловлен существенными
дополнительными обстоятельствами, которые необходимо выяснить.
Результаты расчета представлены в таблице. Фактические значения соответствуют
расчетным нормативным. Результаты расчета подтверждают пригодность представленного
метода нормирования объема погрешности расчета баланса газа в ГТС.
Результаты расчета нормативного объема разбаланса газа в ГТС ДК «Укртрансгаз»
Объем разбаланса,
абсолютные значения, тыс. м3
Объем разбаланса,
относительные значения, %
Номер
месяца
с
начала
года
факти-
ческий
норма-
тивный
расчетный
разница
расчетного и
фактического
граничный
расчетный
факти-
ческий
норма-
тивный
расчетный
граничный
расчетный
1 150889 148609 1,92 172301 0,84% 0,83% 0,96%
2 124478 115181 7,85 138873 0,74% 0,69% 0,83%
3 124051 109209 12,52 137339 0,68% 0,60% 0,76%
4 73313 67621 4,80 95751 0,46% 0,42% 0,60%
5 58394 43834 12,29 71964 0,34% 0,25% 0,42%
6 34975 34419 0,47 50440 0,21% 0,21% 0,30%
7 41714 40036 1,42 56057 0,25% 0,24% 0,33%
8 33770 39449 4,79 55470 0,20% 0,23% 0,32%
9 36283 41155 4,11 69285 0,21% 0,23% 0,39%
10 47345 61402 11,86 89531 0,31% 0,40% 0,58%
11 44800 82362 31,70 110492 0,30% 0,54% 0,73%
12 61886 88972 22,86 112664 0,37% 0,53% 0,67%
1 76167 92113 13,46 115804 0,47% 0,56% 0,71%
2 89256 84414 4,09 108106 0,60% 0,56% 0,72%
3 76606 60573 13,53 88703 0,55% 0,43% 0,63%
4 64430 37560 22,67 65690 0,45% 0,26% 0,46%
5 50710 28529 18,72 56659 0,32% 0,18% 0,36%
6 50006 22559 23,16 38580 0,32% 0,14% 0,25%
7 32389 29907 2,09 45928 0,21% 0,20% 0,30%
Выводы
По результатам применения представленного метода нормирования разбаланса газа
в ГТС ДК «Укртрансгаз» были разработаны нормативный документ ДК «Укртрансгаз», рег-
ламентирующий нормативные ожидаемые и граничные объемы разбаланса газа с учетом
режима работы ГТС, и программные средства мониторинга отклонения разбаланса от нор-
матива. Для проведения энергосберегающих мероприятий, планирования модернизации, оп-
тимизации технического обслуживания и ремонта оборудования в ГТС ДК «Укртрансгаз»
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 61
применяется расчет нормативных значений разбаланса в задачах прогнозирования. Актуаль-
ность уменьшения потерь и повышения точности учета расходов газа определяет необходи-
мость продолжения исследований причин разбаланса газа, дальнейшего развития моделей с
повышением точности нормирования погрешности расчета баланса газа.
Литература
1. Ільченко Б. С. Аналіз та прогнозування похибки розрахунку балансу газу в системі магістральних
газопроводів / Б. С. Ільченко, О. О. Прищепо, І. О. Прищепо // Ресурсоенергозбереження у ринко-
вих відносинах: Матеріали XIII міжнарод. конф., 12–16 червня 2006 р. – Київ: ПВП «Задруга»,
2006 – С. 135–146.
2. Определение предельных допустимых объемов погрешности сведения баланса газа в системе ма-
гистральных газопроводов ДК «Укртрансгаз» / И. С. Ивасютяк, А. В. Свечников, И. А. Прищепо,
В. В. Инкулис // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического
моделирования: Харьков: Сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. 19–22 сент. 2006 г., [Электронный
ресурс]: Сб. докл. – Электрон. дан. – Харьков: Ин-т пробл. машиностроения НАН Украины,
10.06.09. –1 электрон. опт. диск (СD-ROM). Систем. требования: ПК от 486 DX 66 МГц; Windows
95, MS Word 6.0.
3. Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов /
Б. С. Ильченко, А. А. Прищепо, И. С. Ивасютяк и др. // Пробл. машиностроения. – 2010. – Т. 13,
№ 1. – С. 76–79.
4. Афифи А. Статистический аналіз / А. Афифи, С. Эйзен. – М.: Мир, 1982. – 488 с.
Поступила в редакцию
06.01.13
УДК 519.6
О. О. Литвин*, канд. фіз.-мат. наук
Н. І. Штепа*, канд. фіз.-мат. наук
C. І. Кулик**, канд. фіз.-мат. наук
О. С. Чорна*
* Українська інженерно-педагогічна академія
(м. Харків, e-mail: loo71@bk.ru)
** Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»
(e-mail: academ_mail@ukr.net)
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ РОЗПОДІЛУ КОРИСНИХ
КОПАЛИН МІЖ СИСТЕМОЮ НЕРЕГУЛЯРНО РОЗМІЩЕНИХ
ПОХИЛИХ СВЕРДЛОВИН МЕТОДАМИ СПЛАЙН-ІНТЕРЛІНАЦІЇ
ФУНКЦІЙ
Запропонований метод моделювання просторового розподілу корисних копалин за допо-
могою сплайн-інтерлінації на системі похилих свердловин, розміщених як в одній площи-
ні, так і довільним чином. Досліджуються властивості побудованих математичних
моделей, а також перспективи їхнього використання для розвідки корисних копалин.
Викладено метод побудови операторів інтерлінації функцій трьох змінних, що узагаль-
нює відомий метод Зламала – наближення функцій двох змінних кусково-
поліноміальними функціями на трикутниках розбиття.
Предложен метод моделирования пространственного распределения полезных иско-
паемых при помощи сплайн-интерлинации функций на системе наклонных скважин, раз-
мещенных как в одной плоскости, так и произвольным образом. Исследуются свойства
построенных математических моделей, а также перспективы их использования для ра-
зведки полезных ископаемых. Изложен метод построения операторов интерлинации
|