Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов
Рассматривается задача построения адекватного математического описания погрешности баланса природного газа в системе магистральных газопроводов, пригодного для исследования погрешности с выработкой решений по ее сокращению. Сформулированы постановка задачи и требования к ее решению в условиях неполн...
Gespeichert in:
| Datum: | 2010 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10930 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов / Б.С. Ильченко, А.А. Прищепо, И.С. Ивасютяк, И.А. Прищепо, В.В. Инкулис // Проблемы машинострения. — 2010. — Т. 13, № 1. — С. 76-79. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860188615796064256 |
|---|---|
| author | Ильченко, Б.С. Прищепо, А.А. Ивасютяк, И.С. Прищепо, И.А. Инкулис, В.В. |
| author_facet | Ильченко, Б.С. Прищепо, А.А. Ивасютяк, И.С. Прищепо, И.А. Инкулис, В.В. |
| citation_txt | Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов / Б.С. Ильченко, А.А. Прищепо, И.С. Ивасютяк, И.А. Прищепо, В.В. Инкулис // Проблемы машинострения. — 2010. — Т. 13, № 1. — С. 76-79. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Рассматривается задача построения адекватного математического описания погрешности баланса природного газа в системе магистральных газопроводов, пригодного для исследования погрешности с выработкой решений по ее сокращению. Сформулированы постановка задачи и требования к ее решению в условиях неполноты и разнородности информации об источниках погрешности и неточности исходных данных. Предложено решение в виде комбинированной математической модели погрешности баланса газа как синтеза аналитической и численной статистической моделей.
Розглядається завдання побудови адекватного математичного опису похибки балансу природного газу в системі магістральних газопроводів, придатного для дослідження похибки з напрацюванням розв’язків щодо її зменшення. Сформульовано постановку задачі й вимоги до її розв’язання в умовахнеповноти й різнорідності інформації про джерела похибки й неточності вихідних даних. Запропоновано розв’язання у вигляді комбінованої математичної моделі похибки балансу газу як синтезу аналітичної й числової статистичної моделей.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:05:28Z |
| format | Article |
| fulltext |
ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2010, Т. 13, № 1 76
УДК 658.272.004.18
Б. С. Ильченко*, д-р техн. наук
А. А. Прищепо**, канд. техн. наук
И. С. Ивасютяк***
И. А. Прищепо**
В. В. Инкулис****
* Харьковская национальная академия городского хозяйства
** ДК «Укртрансгаз» (г. Киев, )
*** НПЦ «Техдиагаз» ДК «Укртрансгаз»
(г. Харьков, ivas@itransgaz.com)
**** Институт проблем машиностроения им. А.Н Подгорного НАН Украины
(г. Харьков)
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТИ СВЕДЕНИЯ БАЛАНСА ГАЗА
В СИСТЕМЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Рассматривается задача построения адекватного математического описания погреш-
ности баланса природного газа в системе магистральных газопроводов, пригодного для
исследования погрешности с выработкой решений по ее сокращению. Сформулированы
постановка задачи и требования к ее решению в условиях неполноты и разнородности
информации об источниках погрешности и неточности исходных данных. Предложено
решение в виде комбинированной математической модели погрешности баланса газа
как синтеза аналитической и численной статистической моделей.
Розглядається завдання побудови адекватного математичного опису похибки балансу
природного газу в системі магістральних газопроводів, придатного для дослідження по-
хибки з напрацюванням розв’язків щодо її зменшення. Сформульовано постановку задачі
й вимоги до її розв’язання в умовахнеповноти й різнорідності інформації про джерела
похибки й неточності вихідних даних. Запропоновано розв’язання у вигляді комбінованої
математичної моделі похибки балансу газу як синтезу аналітичної й числової
статистичної моделей.
Введение
В настоящее время постоянно возрастают требования к экономичности и эффектив-
ности транспортирования газа магистральными газопроводами. Одним из основных направ-
лений улучшения этих показателей является уменьшение неучтенных расходов (потерь)
газа. Повышение качества учета расхода газа также необходимо для оптимизации управле-
ния перекачиванием газа, планирования ремонтов и модернизации оборудования, внедрения
современных энергосберегающих технологий. Это делает актуальным исследование по-
грешности сведения баланса (разбаланс) газа в газотранспортной системе (ГТС) с целью
оценки объемов неучтенных расходов, их локализации и определения источников потерь.
Постановка задачи
Разбаланс газа в ГТС определяется как разница поступления учтенного газа из со-
седних ГТС, в том числе транзитного, из месторождений, подземных хранилищ и учтенного
ухода газа, в том числе транзитного и отобранного потребителями, газа для закачки в храни-
лища, расход газа на собственные нужды объектов ГТС, учтенный технологический расход
и учтенные потери газа.
Информация о составляющих баланса характеризуется неточностью замены реаль-
ных расходов нормативными показателями, погрешностями измерений поступлений и рас-
ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2010, Т. 13, № 1 77
ходов газа. Таким образом, источники разбаланса можно разделить на прямые неучтенные
потери, а также инструментальные и методические погрешности определения расхода газа.
Общий объем разбаланса q 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.
Поскольку для ГТС, как большой и сложной системы, невозможен анализ разбаланса
путем полного точного учета всех составляющих баланса, был предложен метод исследова-
ния, основанный на применении численной модели погрешности сведения баланса газа как
зависимости разбаланса от доступных режимно-технологических параметров ГТС [1–3].
Модель разбаланса газа должна отвечать ряду требований:
− допускать неполноту данных как по количеству замеров, так и по перечню параметров,
необходимых для полного описания поведения системы;
− работать при ошибках разной природы в данных;
− допускать неодинаковую достоверность в разных областях изменения параметров;
− включать механизм оценки точности результата в зависимости от полноты и точности
данных.
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 [1–3] в ГТС управлений ма-
гистральных газопроводов (УМГ). За время апробации обе модели подтвердили свою со-
стоятельность при прогнозировании и анализе разбаланса [2], средняя точность на данных за
двухлетний период составила 4,8 и 5,3% соответственно [4]. На практике, ввиду простоты
применения, использовалась множественная регрессионная модель разбаланса по режимно-
технологическим и календарным факторам
q = c + Σcixi = c + c1 qпотр + c2 qтр + c3 pКС + c4 nпуск16 + c5 nпуск25 + c6 nост16 +
+ c7 nост25 + c8Δq + c9 z + c10 m;
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.
Результаты исследований. Развитие математической модели
На протяжении двух лет модель применялась для прогнозирования и анализа разба-
ланса. Степень различия между фактическими и расчетными значениями разбаланса рас-
сматривалась как мера достоверности сведения баланса. Значительное расхождение [3] мо-
жет свидетельствовать об ошибке в данных, авариях, влиянии неучтенных обстоятельств.
Результаты применения регрессионной модели с 2007 по 2009 год подтверждают
пригодность разработанного метода анализа и прогнозирования погрешности расчета балан-
са газа. Средняя ошибка за этот период составила 7%. Регрессионный анализ, который по-
зволяет рассчитать точечную оценку ожидаемого значения погрешности баланса и интер-
вальную оценку в виде граничных допустимых значений на основе значений доступных по-
казателей транспортирования газа в ГТС [3], отвечает требованиям к построению математи-
ческой модели разбаланса газа. Однако математическая регрессия не приспособлена для ра-
ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2010, Т. 13, № 1 78
боты с нечисловыми факторами, такими, как календарный сезон, который существенно
влияет на соотношение источников разбаланса. Для компенсации этого модели разбаланса
газа в ГТС УМГ ДК «Укртрансгаз» включают три регрессионные зависимости для разных
сезонов – зимы, лета и переходного сезона (весна – осень). Основным же недостатком такой
численной модели является отсутствие связи со структурой объекта, воспроизводится лишь
его внешнее функционирование, что ограничивает достоверность модели. Определен путь
развития модели, отражающей природу разбаланса, в направлении расширения перечня учи-
тываемых факторов:
− локальные показатели работы объектов ГТС – объемы перекачанного газа по компрес-
сорным станциям, отобранного газа по газораспределительным станциям;
− информация о систематической погрешности оборудования для измерения расхода газа;
− неучтенные затраты в виде утечек из оборудования ГТС, в первую очередь, через запор-
ную арматуру (краны).
Важное требование к доработке модели – ее совместимость с существующими чис-
ленными моделями при использовании в методиках для определения допустимых гранич-
ных значений разбаланса, анализа и прогнозирования объема разбаланса. В связи со значи-
тельном объемом работ принято решение о поэтапном развитии модели. На первом этапе
применяется подход, основанный на замещении части первичной численной модели G(x)
математическим описанием F(y), утечек газа через запорную трубопроводную арматуру
(краны) как зависимости от характеристик y, (при этом остальная часть разбаланса описыва-
ется численной моделью G'(x), аналогичной G(x))
)(')()( xyx GFGq +== .
Основанием такого подхода является предположение об аддитивном характере раз-
баланса. Общий объем разбаланса q представляет собой сумму практически независимых
составляющих разной природы qj, созданных на разных объектах (1), в том числе и утечек
газа через запорную трубопроводную арматуру qкр
)(')(
21
xy GFqqqq
j
jкр
j
j +=+== ∑∑
==
.
В полученной комбинированной модели использовано математическое описание до-
ли разбаланса как суммы нормативных утечек [5] газа для парка кранов ГТС
∑∑
=
Δ==
k
n
l
iljkкр
k
pdqyFq
1
, ),()( ,
где k – класс крана, d – диаметр, p – давление газа.
Соответственно
∑∑∑∑∑
====
+Δ=+=+==
10
11
,
21
),()(')(
i
ii
k
n
l
iljk
j
jкр
j
j xcpdqGFqqqq
k
xy ,
где ∆q определяется стандартом [5] в зависимости от класса, диаметра и давления.
Комбинированная модель была использована для анализа данных по методике, ут-
вержденной для регрессионной модели. Кроме того, полезным результатом также является
отработка процедуры развития модели разбаланса от численной модели к комбинированной,
с поддержкой совместимости применения.
Выводы
По результатам представленной работы разработан нормативный документ, регла-
ментирующий допустимые граничные объемы разбаланса газа с учетом режима работы ГТС
УМГ и программные средства мониторинга отклонения разбаланса от норматива. Получен-
ные данные используются для проведения энергосберегающих мероприятий, планирования
модернизации, оптимизации технического обслуживания и ремонта оборудования в ГТС ДК
«Укртрансгаз».
ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2010, Т. 13, № 1 79
Актуальность уменьшения потерь и повышения точности учета расходов газа опре-
деляет необходимость продолжения исследований разбаланса газа, дальнейшего развития
модели в направлении расширения перечня учитываемых факторов, в том числе погрешно-
сти устройств измерения расхода газа. Особенно важен учет локальных показателей работы
ГТС, с конечной целью установить факт и оценить объем потерь газа на конкретном объекте
ГТС.
Литература
1. Беккер М. В. Метод и его применение для прогнозирования объемов разбаланса при транспорти-
ровке и распределении газа / М. В. Беккер, В. В. Колодяжный, А. А. Прищепо, Б. С. Ильченко //
Ресурсозбереження у ринкових відносинах: Тези доп. XII Міжнар. конф.– Київ: НДЦ «Нафтохім»,
2005. – С. 3–5.
2. 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 Міжнар. конф., 12–16 червня 2006 р.– Київ: ПВП «Задруга»,
2006.– С. 135–146.
3. Ивасютяк И. С. Определение предельных допустимых объемов погрешности сведения баланса
газа в системе магистральных 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].– 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.
4. Ильченко Б. С. Анализ и прогнозирование погрешности расчета баланса газа в системе магист-
ральных газопроводов / Б. С. Ильченко, И. С. Ивасютяк, К. С. Чернышев // Там же.
5. ГОСТ 9544-75. Арматура трубопроводная запорная. Нормы герметичности затворов.–
Введ. 01.01.79.– М.: Изд-во стандартов, 1989.– С. 2–6.
Поступила в редакцию
25.09.09
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-10930 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0131-2928 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:05:28Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ильченко, Б.С. Прищепо, А.А. Ивасютяк, И.С. Прищепо, И.А. Инкулис, В.В. 2010-08-10T08:38:27Z 2010-08-10T08:38:27Z 2010 Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов / Б.С. Ильченко, А.А. Прищепо, И.С. Ивасютяк, И.А. Прищепо, В.В. Инкулис // Проблемы машинострения. — 2010. — Т. 13, № 1. — С. 76-79. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0131-2928 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10930 658.272.004.18 Рассматривается задача построения адекватного математического описания погрешности баланса природного газа в системе магистральных газопроводов, пригодного для исследования погрешности с выработкой решений по ее сокращению. Сформулированы постановка задачи и требования к ее решению в условиях неполноты и разнородности информации об источниках погрешности и неточности исходных данных. Предложено решение в виде комбинированной математической модели погрешности баланса газа как синтеза аналитической и численной статистической моделей. Розглядається завдання побудови адекватного математичного опису похибки балансу природного газу в системі магістральних газопроводів, придатного для дослідження похибки з напрацюванням розв’язків щодо її зменшення. Сформульовано постановку задачі й вимоги до її розв’язання в умовахнеповноти й різнорідності інформації про джерела похибки й неточності вихідних даних. Запропоновано розв’язання у вигляді комбінованої математичної моделі похибки балансу газу як синтезу аналітичної й числової статистичної моделей. ru Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України Оптимизационные задачи в машиностроении Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов Ильченко, Б.С. Прищепо, А.А. Ивасютяк, И.С. Прищепо, И.А. Инкулис, В.В. Оптимизационные задачи в машиностроении |
| title | Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов |
| title_full | Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов |
| title_fullStr | Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов |
| title_full_unstemmed | Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов |
| title_short | Исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов |
| title_sort | исследование погрешности сведения баланса газа в системе магистральных газопроводов |
| topic | Оптимизационные задачи в машиностроении |
| topic_facet | Оптимизационные задачи в машиностроении |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/10930 |
| work_keys_str_mv | AT ilʹčenkobs issledovaniepogrešnostisvedeniâbalansagazavsistememagistralʹnyhgazoprovodov AT priŝepoaa issledovaniepogrešnostisvedeniâbalansagazavsistememagistralʹnyhgazoprovodov AT ivasûtâkis issledovaniepogrešnostisvedeniâbalansagazavsistememagistralʹnyhgazoprovodov AT priŝepoia issledovaniepogrešnostisvedeniâbalansagazavsistememagistralʹnyhgazoprovodov AT inkulisvv issledovaniepogrešnostisvedeniâbalansagazavsistememagistralʹnyhgazoprovodov |