Мeтою даної роботи с підвищення ефективності керування технологічним процесом компримування природного газу шляхом зменшення споживання паливного газу із врахуванням реального технічного стану газоперекачувального обладнання. Досягнення вказаної мети вимагає вирішення таких задач: 1. Проаналізувати існуючі методи і засоби оптимального керування процесом компримування природного газу. 2. Розробити метод ранжирування газоперекачувальних агрегатів за їх технічним станом. 3. Побудувати адекватні процесу компримування природного газу математичні моделі. 4. Розвинути спосіб розв'язку задачі оптимізації роботи паралельно працюючих агрегатів з врахуванням їх технічного стану, обмежень на технологічні параметри та впливу навколишнього середовища для економії паливного газу. 5. Па основі отриманих емпіричних моделей, алгоритмів ранжирування та оптимізації розробити систему оптимального керування процесом комиримування природного газу та її програмне забезпечення. 6. Розроблені алгоритми і програми оптимального керування адаптувати для промислового використання в системах контролю і керування процесом компримування природного газу. 7. Випробувати розроблений демонстраційний прототип системи оптимального керування у виробничих умовах та оцінити очікуваний економічний ефект від її використання. ЗМІСТ ВСТУП 6 1 АНАЛІЗ СУЧАСНОГО СТАНУ ОПТИМАЛЬНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ КОМПРИМУВАННЯ ПРИРОДНОГО ГАЗУ 12 1.1 Математичні моделі, які використовуються при керуванні процесом компримування природного газу 12 1.2 Критерії оптимального керування процесом компримування природного газу 17 1.3 Методи розв'язку задач оптимального керування процесом компримування природного газу 19 1.4 Аналіз методів ранжирування об'єктів за їх технічним станом 30 1.5 Обґрунтування і вибір напрямку досліджень 40 2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ НА ОБ'ЄКТІ 42 2.1 Характеристика компресорної станції як об'єкта оптимального керування.... 42 2.2 Умови та методика проведення експериментальних досліджень 44 2.3 Основні показники, які характеризують технічний стан газоперекачувальних агрегатів та методи їх визначення 58 Висновки до розділу. 67 3 МЕТОД РАНЖИРУВАННЯ ГАЗОПЕРЕКАЧУВАЛЬНИХ АГРЕГАТІВ ЗА ЇХ ТЕХНІЧНИМ СТАНОМ 68 3.1 Експертна система оцінки технічного стану газоперекачувального обладнання на основі нечіткої логіки 68 3.2 Принципи ранжирування газоперекачувальних агрегатів за їх технічним станом 71 3.3 Метод та алгоритми ранжирування газоперекачувальних агрегатів за їх технічним станом 72 3.4 Проведення промислових досліджень на об'єкті з метою ранжирування газоперекачувальних агрегатів за їх технічним станом 106 Висновки до розділу 107 ОПТИМАЛЬНЕ КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ КОМПРИМУВАННЯ ПРИРОДНОГО ГАЗУ 108 4.1 Обгрунтування та вибір методу побудови математичних моделей процесу компримування природного газу 108 4.2 Метод та алгоритми побудови математичних моделей нагнітачів природного газу 120 4.3 Формалізація задачі оптимального керування процесом компримування природного газу 129 4.3.1 Оптимізація технологічного режиму компресорної станції 131 4.4 Розробка методу та алгоритмів оптимальне керування газоперекачувальними агрегатами компресорних станцій з врахуванням їх технічного стану 132 [4.4.1 Програма оптимізації процесу компримування газу 137 4.4.2 Розв'язок задачі оптимізації 138 4.5 Оцінка економічної ефективності розробленої системи оптимального керування роботою ГПА 139 Висновки до розділу 141 5 КОМП'ЮТЕРІІА СИСТЕМА ОІITHMAJ1ЫІОІ О К1 УРУБАНІШ 1 АЗОПЕРЕКАЧУВ АЛЬНИМИ АГРЕГАТАМИ 142 5.1 Структура системи оптимального керування газоперекачувальними агрегатами з врахуванням їх технічного стану 142 5.2 Апаратне та програмне забезпечення системи керування роботою компресорної станції 143 5.2.1 Апаратне забезпечення системи 143 5.2.2 Аналіз програмного забезпечення верхнього рівня системи 144 5.3 Спеціальне програмне забезпечення системи оптимального керування газоперекачувальними агрегатами 149 5.3.1 Структура спеціального програмного забезпечення 149 5.3.2 Інтегратор задачі оптимального керування 158 5.4 Результати опробування системи оптимального керування газоперекачувальними агрегатами компресорних етапній з врахуванням їх технічного стану в умовах волинського лінійного виробничого управління магістральними газопроводами 166 Висновки до розділу 170 ВИСНОВКИ 171 ДОДАТКИ 173 ПЕРЕЛІК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ.... 213