Universum


Figure 1. Information model of the gas transportation system



Download 3,65 Mb.
Pdf ko'rish
bet21/155
Sana31.12.2021
Hajmi3,65 Mb.
#263130
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   155
Bog'liq
5(86 6)

Figure 1. Information model of the gas transportation system. 

 

Natural gas flow is described by the following sys-

tem of differential equations: 

 

{



 

 

 



 

 

 



𝜕𝜌

𝜕𝑡

+



𝜕

𝜕𝑥

(𝜌𝑣) = 0,



𝜕

𝜕𝑡

(𝜌𝑣) +



𝜕

𝜕𝑥

(𝜌𝑣



2

) +


𝜕𝜌

𝜕𝑥

+ 𝜌𝑔sin𝛼 +



1

4𝑟

𝜆𝜌𝑣|𝑣| = 0,



𝜕

𝜕𝑡

(𝜌𝜀



(𝑦𝜕)

+ 𝜌𝑣 (


𝑣

2

2



+ ℎ

(𝑦𝜕)


+ 𝑔𝐻)) = −

2

𝑟



𝐾(𝑇 − 𝑇

тм

),



 

 

where P is the pressure in the gas pipeline; T – gas tem-



perature,  – gas density;  – gas flow rate

x – the coordinate of the length of the gas pipeline; 

t – time; d – is the inner diameter of the pipe; 

 – coefficient of hydraulic resistance;  – the angle 

of rotation of the gas pipeline in relation to the horizon; 

H – the height of the gas pipeline relative to sea level;  

– comparative gas resistance

h – is the comparative enthalpy of the gas, that is, 

the function of the state of the thermodynamic system H 

is equal to the sum of the internal energy U and the de-

rivative of pressure P and volume V. H = U + PV. g – 

the acceleration of gravity, T

tm

 – the ambient tempera-



ture, K – the coefficient of heat release into the environ-

ment [4]. 

Problems  of  mathematical  modeling  of  the  main 

transportation of natural gas. The main initial indicators 

when  planning  long-term  operating  modes  of  the  gas 

transmission system (GTS) are the volumes of gas pro-

duction and consumption. Depending on factors that are 

very difficult to predict, gas demand can lead to signifi-

cant changes. Firstly, this is the weather conditions - nat-

ural  gas,  compared  to  the  cold  winter  time,  is  signifi-

cantly reduced in hot seasons [4]. 

Secondly, it is the rate of economic growth of coun-

tries  with  different  economic  and  political-economic 

conditions, for example, the rate of economic growth of 

countries consuming energy resources. A certain degree of 

unreliability of the condition of pipes and power equip-

ment plays an important role in the planning of medium 

and short-term modes. 

Let us consider the system of main gas transportation 

in which some parameters are not unreliable, we will use 

a fuzzy expression for these parameters. The following 

is not known for certain: 

• 

gas consumption at the inlet and outlet of the sys-



tem; 

• 

coefficients of hydraulic resistance of pipes; 



• 

maximum compressor power; 

• 

production rate of wells. 



All  these  values  can  be  designated  as  fuzzy  num-

bers, the membership functions of which are determined 

by expert methods. Simplifying calculations only with-

out  loss  of  generality,  we  use  triangular  membership 

functions for all fuzzy values: 

 

𝜇



𝑗

(𝑥) =


{

 

 



1, агар 𝑥 ≤ 𝑥

𝑗,𝑚𝑖𝑛


,

𝑥

𝑗,𝑚𝑎𝑥



− 𝑥

𝑥

𝑗,𝑚𝑎𝑥



− 𝑥

𝑗,𝑚𝑖𝑛


, агар 𝑥

𝑗,𝑚𝑖𝑛


≤ 𝑥 ≤ 𝑥

𝑗,𝑚𝑎𝑥


0, агар 𝑥

𝑗,𝑚𝑎𝑥


< 𝑥.

 



At the inlet of the GTS, the flow rate is indicated as 

a fuzzy number (x, 



q

 (x;p)). The variable p is taken as a 


№ 5 (86)                                     

                                 май, 2021 г. 

 

14 


parameter: we will assume that for each p there corre-

sponds  a  fuzzy  flow  rate.  The  computational  module 

converts the membership function (MF) of the flow rate 

(x, 



q

 (x;p)) into the MF of the flow rate (x, 

q

-

 (x;p

-

)) at 

the output. The intersection of fuzzy sets is determined 

by  the  formula 

𝜇

𝐴∩𝐵



(𝑥) = min(𝜇

𝐴

(𝑥), 𝜇



𝐵

(𝑥)),  using 

the operator 

q

 (x;p) → 

q

-

 (x;p

-

taking into account that 

the coefficient of hydraulic resistance  (x, 



N

 (x,p)) and 

(x, 



N

 (x,p

-

)) fuzzy variables. 

The p-value in KC is expressed as follows: 

 

𝑝 = 𝑝


𝐾𝐶

(𝑝 , 𝑞, 𝑁), 

 

     (1) 



 

and on transmission lines according to the following 

formula: 

𝑝 = 𝑝


ЛУ

(𝑝 , 𝑞, 𝜆). 

 

     (2) 



 

p

-

on the transmission line is calculated exactly, and 

in the CS it is chosen by the optimal method, since the 

CS power N is a variable of the control action [5]. 

The  solution  was  found  by  the  ordered  search 

method (dynamic programming). In the process of dy-

namic application, the inlet pressure given to the outlet 

flow rate (x, 



q

-

 (x; p

-

) MF is determined to ensure the 

maximum level of membership in this inlet pressure: 

 

𝜇

𝑞̅



(𝑥, 𝑝) = min

𝑝

{𝜇



𝑞

(𝑥, 𝑝) , 𝜇

𝑁

(𝑥)} , 


     (3) 

 

in addition, in the operation of obtaining the maxi-



mum (3), p, N, p – values must be related by relation (1). 

In practice, the situation is complicated even by the 

lack of partial or complete information on the statistical 

characteristics of the noise. Therefore, to solve the esti-

mation problem it is proposed to use the theory of fuzzy 

sets. 


Consider a nonlinear dynamic system with discrete 

time: 


 

𝑥

𝑘+1



= 𝐹

𝑘

(𝑥



𝑘

, 𝑤


𝑘

), 𝑘 = 1,2, …   

(4) 

 

for this system, its size and state are interrelated: 



 

𝑧

𝑘



= 𝐻

𝑘

(𝑥



𝑘

, 𝑣


𝑘

). 


  

(5) 


 

In  these  equations,  the  index  k  corresponds  to  the  

k -moment of time; 

𝐹

𝑘



, 𝐻

𝑘

 - k -nonlinear functions of suitable arguments; 



𝑥

𝑘

 - dynamic state of the system; 



𝑤

𝑘 

 is a fuzzy disturbance defined for each time in-



stant k of the MF μ(

𝑤

𝑘



); 

𝑣

𝑘



– measurement error with a known membership 

function μ(

𝑣

𝑘

). 



To determine the best estimate of the state 

𝑥

𝑘



at time 

k for a given expression for the MF 

𝜇(𝑥

𝑘

| 𝑧



𝑘

), we use 

the formula: 

 

𝜇(𝑥



𝑘

0

) = max



𝑥

𝑘

𝜇(𝑥



𝑘

| 𝑧


𝑘

). 


 

In  the  presence  of  some  conditional  MF 

𝜇(𝑥

𝑘+1


| 𝑧

𝑘

),  the  optimal  point  estimate  of  the  current 



state of the system for the moment (k+1) can be deter-

mined as follows: 

 

𝜇(𝑥


𝑘+1

0

) = max



𝑥

𝑘+1


𝜇(𝑥

𝑘+1


| 𝑧

𝑘

). 



 

For  fuzzy  constraints 

𝐶

𝑘

⊂ 𝑈 characterized by the 



MF 

𝜇

𝐶



𝑘

(𝑢

𝑘



), a control action u_k is introduced at each 

time instant k and it is assumed that the initial state 

𝑥

0

 is 



given.  Let's  say  there  is  a  fuzzy  goal 

𝜇

𝐺



𝑁

(𝑥)  (x)  that 

needs to be achieved in time N [5]. 


Download 3,65 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   17   18   19   20   21   22   23   24   ...   155




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish