Файл: Баясанов, Д. Б. Автоматизированные системы управления трубопроводными объектами коммунального хозяйства.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 130
Скачиваний: 0
§ 6. ВЫБОР ЛОКАЛЬНЫХ КРИТЕРИЕВ УПРАВЛЕНИЯ В АСУ
Если рассматривать вопросы газоснабжения вообще
и в коммунальных хозяйствах городов в частности, то следует отметить, что возрастающие масштабы добычи,
транспортирования и распределения газа и задачи их прог
нозирования, ввиду большой эффективности использова
ния газа как топлива и сырья в народном хозяйстве, требуют обоснования критериев оптимального планирования и
управления сложными объектами газоснабжения. Опытра-
Рис. 29. Примерная структурная схема управления газоснабже нием
боты предприятий газовой промышленности и коммунальных хозяйств городов по новой системе планирования и эконо
мического стимулирования в условиях внедрения АСУ показал возможность значительного улучшения технико
экономических показателей процессов газоснабжения.
Автоматизированную систему управления здесь можно
рассматривать и как комплекс иерархически взаимосвязан
ных на основе глобального критерия общей сложной боль шой системы газоснабжения объектов с локальными крите риями функционирования подсистем. Рассмотрим возмож ную структурную схему управления газоснабжением (рис. 29). На высшей ступени управления системами газо снабжения должны быть решены задачи, связанные с топ ливно-экономическим балансом страны и установкой пла новых заданий по добыче, транспортированию и распреде лению газа в отдельных системах газоснабжения коммуналь ных хозяйств городов, уточнены характеристики террито
риальных связей между ними, оценены эффективность
географии добычи, трубопроводного транспорта и распреде
ления газа, составлены планы на разработку важнейших научно-технических проблем, определяющих технический
прогресс в описываемой области. Все эти мероприятия яв ляются отражением важнейшей функции деятельности
высшего органа управления (ввиду опережающего развития
потребления газа в стране), заключающейся в миними зации выражения вида:
т |
|
|
J [Qa> (t) — Q .(t)]d t |
min, |
(3.135) |
о |
|
|
где Qa > (t) — прогнозируемая величина |
газопотребления |
в стране; |
Q (t) — текущая добыча газа в стране. |
|
|
Рис. 30. Примерная структурная схема сложной системы газо снабжения
Ясно, что при выборе величины Q(1)(() должна быть уч
тена ее взаимосвязь с решениями комплекса вышеперечис
ленных задач. Рассмотрим задачу функционирования АСУ на уровне систем газоснабжения. Под сложной системой газоснабжения понимается комплекс объектов, структур ная схема одного из которых изображена на рис. 30. Пред
полагается, что это будет группа газовых месторождений
с отводящими газопроводами и систем газораспределения,
объединенных по территориальному признаку. На этом
уровне управления должны решаться текущие задачи тех нико-экономического и оперативного планирования про изводства, административно-хозяйственной и финансовой деятельности, а также вопросы оптимизации функциониро вания всей системы в целом. В дальнейшем характер и количество задач, решаемых на том или ином уровне
управления, будут более детально уточнены, хотя из ана лиза формулы (3.135), с учетом гипотезы опережающего раз
вития потребления газа в стране, видно, что повсеместно необходимо увеличивать текущую добычу газа, т. е. здесь
будет справедливо равенство:
<2(0= max 2 Qi V), |
(3.136) |
где Qj (0 — величина газопотребления в г-й системе Газоснабжения; i = 1 , ....., п — число систем газоснабжения, или же уравнение
п |
т |
max 0 / ( 0 |
, |
(3.137) |
<2 (0 = 2 |
2 |
|||
1= 1 . / = |
1 |
J i |
|
|
где Q j (t) — величина добычи газа |
из j -го газового месторождения; |
|||
j = 1....... т — число газовых месторождений. |
|
|||
Если учесть, что добыча газа должна увеличиваться и
достигать максимума не только за счет интенсификации его
добычи из действующих газовых месторождений, но и за
счет ускорения ввода в строй разведанных газовых место
рождений, то выражение (3.137) при этом примет вид:
|
<2(0 = 2 |
2 max Qj (0 + |
2 |
Q f H t ) |
(3.138) |
|
/= 1 1_/= 1 |
/= i |
|
|
|
где q № (0 |
— предполагаемая добыча |
газа |
с разведанного |
место |
|
рождения; j |
= 1.........г |
— число новых разведанных месторождений. |
|||
Естественно, нельзя требовать для каждого месторож
дения постоянного увеличения добычи газа, так как с те чением времени при интенсивной эксплуатации газовые пласты истощаются. Поэтому для некоторых месторождений можно поставить условие (дополнительное):
Qj(t)>QP (0.
где Q ja (t) — заданная величина добычи газа.
При вводе в эксплуатацию нового месторождения число
действующих предприятий по добыче газа станет равным / = m + 1 , а число разведанных месторождений умень
шится, т. е. / = г — 1. Рассмотрим функционирование
сложной системы газоснабжения на основе однопродук-
тивой модели Л. В. Канторовича н А. Л. Вайнштейна и вы
разим величину газопотребления в виде следующих функ циональных зависимостей:
|
|
Q i ( t ) = F |
F u ( i)], |
(3.139) |
где F u (0 = F [K i (0, R i W |
и F 2l (t) = F Щ (Q, |
M t (/)]. |
||
Здесь функция F n (t) зависит от потребления газа в про |
||||
мышленных Kt |
( 0 |
и коммунально-бытовых |
(/) целях. |
|
Функция F 2i (t) |
зависит от степени неравномерности газо |
|||
потребления L t (() |
и от некоторой величины, определяющей |
|||
степень эффективности использования газа М г (t). Добычу
201
газа можно представить в виде некоторой функции, зави* сящей от величины основных фондов и трудовых ресурсов:
FsiiO^FlKj'Ht), ^ '> ( 0 ] . |
(3.140) |
где К (/* (t) и R {V (t) — величины, характеризующие соответственно количество основных фондов и трудовые ресурсы.
Так как потребление пропорционально приросту основ
ных фондов, то при принятой гипотезе опережающего роста
газопотребления в стране будет справедливо следующее
равенство:
лк(')
— i— = F [К; (t), RiV), Li(t), M t ( i ) ] - F [ K \ l) (t), /?}*> (/)]. (3.141) dt
Если функции F n (/) и F 3i (t) определяются величиной добычи газа, то выражение (3.141) примет вид:
dK1 11 (t)
1 |
K,- = a i Q i ( t ) [ F t l ( f ) - l ] . |
(3.142) |
dt
Следовательно, общая величина прироста основных фондов
с учетом того, что часть фондов бK \l) (t) ввиду физического
или морального износа бывает равна:
т
dK\[)(t) + Щ 1) ( 0 = j {«iQi (o i -p . i (О— |
|
|
(01 dF |
|
(3.143) |
||
dt |
|
|
|
|
|
|
|
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
(6 - 1 )dt |
|
|
|
|
1 |
_Г |
|
|
||
|
aiQi{t)[F2i(t)-\]dt+K^ (t)\е |
° |
• |
, |
(3.144) |
||
где Ко/ (0 — |
количество основных фондов |
в |
начальный |
момент |
|||
времени t\ |
— постоянный коэффициент. |
|
|
|
|
|
|
Преобразовав |
формулу (3.144), окончательно |
получим |
|||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
—J <6 — 1)dt |
|
|
||
К <1)( 0 = |
Ri(t) J q h O ^ + ^ o/’ W |
е |
0 |
|
|
(3.145) |
|
Критерий функционирования сложной системы газо
снабжения должен строиться на принципе оптимального
202
функционирования. В рассматриваемой системе АСУ
критерий должен не только отражать функционирование
локальных подсистем.
Так как теория оптимального функционирования пред
полагает в своей основе введение иерархии, когда ее уров
ню соответствуют задания лишь показателей потребления
внешних ресурсов и производимых продуктов, то в описы
ваемом случае уравнения (3.138) и (3.145) не могут выра
жать собой критерии функционирования сложной системы
газоснабжения, а отражают некоторые оценки самой си
стемы. Поэтому в качестве критерия функционирования сложной системы газоснабжения может быть использова но выражение
т
гъ
Ф| = |
|
т |
(3.146) |
|
т |
-j (б— 1)dt |
|
ь> |
Rt (ОJ Qi № ( + К (о\Ч*) |
О |
|
о |
о |
|
|
где Д;г — продажная цена на газ z-му потребителю в i - й системе газоснабжения; C(V (t) — мгновенное значение затрат на добычу га
за в г'-й системе газоснабжения на газовых промыслах; C l V ( f ) —мгно венное значение затрат на транспорт газа в I-й системе газоснабже ния; Ci — мгновенное значение затрат, принятых условно за по стоянные в г-й системе газоснабжения, к которым относятся затраты
на эксплуатацию газорегуляторных станций и газоподводящих сетей.
Формула (3.146) является стоимостным выражением прибыли, полученной от эксплуатации единицы основного фонда. Числитель показывает не только стоимостное выра
жение затрат в сложной системе газоснабжения, но и от
пускную цену на газ потребителю. В настоящее время очень
важно улучшение планирования отпускной цены на газ.
Здесь создается сложная ситуация, в которой поставщик заинтересован продать как можно больше газа, фактически
не интересуясь его дальнейшим использованием, а потре битель, ввиду невысокой отпускной цены на газ, использует
его не в достаточной степени эффективно. В связи с этим,
по-видимому, желательно устанавливать потребителю план
по расходу газа с небольшой «вилкой», не ущемляя, однако, интересов самого предприятий. Если же потребитель уве личит расход газа сверх плана, то плата за него должна
быть несколько повышена. Это позволит более эффективно использовать газ потребителем, лучше планировать его
203