Разработка программных средств для актуализации структур баз данных при расчётах и оптимизации трубопроводных систем

дипломная работа

1.2.2.4 Исследовательские и обучающие цели применения

Научно-методические исследования по вопросам автоматизации ТСС развиваются в трех относительно самостоятельных направлениях [10].

Первое направление связано с принципами построения теплоснабжающих систем и с их адаптацией к требованиям, предъявляемым автоматизированными системами управления режимами. Эффективность функционирования ТСС, как известно, во многом определяется схемой и параметрами тепловых сетей и системой распределения сетевой воды, включающей размещение и схему контрольно-распределительных пунктов [4]. Первые работы по рациональному построению тепловых сетей были выполнены в рамках разработки схемы теплофикации г. Москвы. В ней предлагалось сооружение кольцевой схемы тепловых сетей, что обеспечивало двусторонние снабжение потребителей, тепловой энергией. Однако реальное развитие ТСС пошло по другому пути, по пути сооружения разветвленных (без колец) схем тепловых сетей. Исследования по резервированию и надежности функционирования тепловых сетей были продолжены на новом этапе в Институте систем энергетики имени Л. А. Мелентьева (ИСЭМ) [7-9, 11]. В этих работах были предложены основные принципы резервирования тепловых сетей с учетом возможной совместной работы источников, гидравлических режимов и надежности теплоснабжения потребителей. Рассматривалось нагруженное и ненагруженное резервирование. Был сделан вывод, о том, что обеспечение надежности теплоснабжения потребителей невозможно без сооружения автоматизированных узлов распределения теплоносителя и дистанционного управления ими. Научно-методические разработки, выполненные в ИСЭМ, получили практическое применение при решении вопросов теплоснабжения гг. Новосибирска, Киева, Омска, Тюмени, Салавата, Ишимбая, Стерлитамака и других. Вопросы построения тепловых сетей с учетом размещения и особенностей схем автоматизированных узлов управления (КРП, ЦТП) рассматриваются в монографии Громова И.К. [1]. Фактически в ней сформулированы принципы построения ТСС, определены мощности и схемы контрольно-распределительных пунктов.

Эти же вопросы разрабатывались во Всероссийском научно-исследовательском теплотехническом институте имени Ф.Э. Дзержинского (ВТИ), Московском инженерно-строительном институте имени В. В. Куйбышева (МИСИ) и других организациях. Выполненные исследования в данном направлении позволили сформулировать основные принципы иерархического построения теплоснабжающих систем.

Второе направление исследований связано с разработкой структуры систем управления режимами работы ТСС. Они включают уровни управления технологическим процессом, их функциональное назначение, структуру диспетчерского управления и ее связь с теплоснабжающей системой. Эти работы ведутся в Научно-исследовательском институте гидромеханизации санитарно-технических и специальных строительных работ (ВНИИГС), Научно-исследовательском проектном институте энергетической промышленности (ВНИПИ Энергопром), Сибтехэнерго [12, 13]. Каждой из этих организаций предложена своя структура системы управления. Наиболее сложная и идеализированная схема управления функционированием ТСС предложена ВНИПИ Энергопромом. Работы ВНИИГС и Сибтехэнерго в большей мере соответствуют сложившейся организационной структуре управления теплоснабжением городов страны.

Третье направление исследований связано с разработкой методического, алгоритмического и программного обеспечения задач управления функционированием ТСС. Наиболее комплексное решение задач управления режимами с практической реализацией в теплоснабжающей системе одного из районов г. Санкт-Петербурга предложено ВНИИГС. Однако эти работы не охватывают всего многообразия систем, работающих в нашей стране, и применимы для небольших систем от котельных. Они ориентированы на решение задач управления по принципу "черного ящика" и в полной мере не могут быть адаптированы для других и, в первую очередь, крупных ТСС.

Из числа системных задач в настоящее время решена задача анализа режимов работы ТСС. Развитием методов решения этой задачи в разное время занимались и продолжают заниматься ИСЭМ, ВТИ, Карагандинский политехнический институт, ВНИПИ Энергопром. Разработанные для анализа режимов функционирования ТСС программные комплексы успешно используются в эксплуатационных, наладочных и проектных организациях.

Для идентификации параметров ТСС в ИСЭМ разработан метод "математического расходомера" [14]. Он предназначен для определения установившихся расходов теплоносителя, коэффициентов гидравлического сопротивления на множестве участков и у потребителей в многоконтурных теплоснабжающих системах без массового применения расходомеров. Кроме того, на основе этого метода можно в рамках автоматизированной обработки данных измерений на ЭВМ расчетным путем устанавливать факты аварийных ситуаций и локализовать места аварий. В качестве основного источника информации для работы метода служат данные многократной манометрической съемки в узлах сети и показатели расходомеров, фиксирующие только отдельные расходы в системе. Эти работы в ИСЭМ получили дальнейшее развитие [15], что позволило расширить области применения этого метода и перейти к более сложной задаче идентификации режимов функционирования ТСС.

Заканчивая краткий анализ основных направлений исследования в области АСУ теплоснабжением можно сделать следующие выводы:

1. Выполненные работы носят в большей мере постановочный характер, что обусловлено невостребованностью научно-методических разработок и неготовностью систем к комплексной автоматизации.

2. Большая часть методических исследований посвящена оптимизации режимам работы источников теплоты, микроклимату в помещениях, теплообменным процессам в зданиях, прогнозированию тепловых нагрузок.

3. Недостаточно разработанными являются вопросы управления и оптимизации режимов функционирования сетевой части ТСС. Весьма ограничено в научно-методической литературе рассматриваются вопросы оперативного управления теплоснабжением потребителей. Отсутствует иерархия задач по уровням управления и их взаимоувязка.

Делись добром ;)