«Автоматизация и информатизация ТЭК»

Исследование целесообразности нейросетевого моделирования режимов работы компрессорных станций

УДК: 681.5:622.279
DOI: -

Авторы:

¹ Газпром трансгаз Чайковский, Чайковский, Россия
² НИИгазэкономика, Москва, Россия

Ключевые слова: нейронные сети, математическое моделирование, компрессорные станции, транспорт газа

Аннотация:

Одним из перспективных направлений исследований в области моделирования и оптимизации режимов сложных газотранспортных систем (ГТС) является использование нейросетевых технологий. Применение таких технологий предполагает использование большого объема данных и позволяет выявлять сложные закономерности при построении нейросетевых моделей, соответствующих процессам, происходящим на физическом уровне транспортировки газа [1–3]. Компрессорные станции (КС) являются основным объектом, обладающим возможностью управления режимами работы ГТС. Для оценки целесообразности использования нейросетевых технологий для решения задачи оптимизации работы ГТС необходимо предварительно провести анализ существующих математических моделей и выбрать наиболее подходящие для получения режимно-технологических параметров функционирования КС, которые в дальнейшем будут использованы для обучения нейронных сетей. Необходимость такого исследования обусловлена целесообразностью построения однотипных (нейросетевых) моделей для всех элементов ГТС, что, в свою очередь, даст возможность синтезировать режимные характеристики всей газотранспортной сети. Итогом исследований станет систематизация имеющихся знаний о математических моделях КС и рекомендации по их использованию для нейросетевого моделирования. Предварительно проанализируем модели расчета режимов работы и оборудования КС, необходимые для задач последующей оптимизации, представленные в [4–8, 16].

Список литературы:

1. Кисленко Н.А., Белинский А.В., Казак А.С. Методы, алгоритмы и инструменты моделирования и оптимизации режимов работы Единой системы газоснабжения России на основе технологий искусственного интеллекта. Часть 1 // Газовая пром-сть. – 2021. – № 9(821). – С. 88–96.
2. Кисленко Н.А., Белинский А.В., Казак А.С. Методы, алгоритмы и инструменты моделирования и оптимизации режимов работы Единой системы газоснабжения России на основе технологий искусственного интеллекта. Часть 2 // Газовая пром-сть. – 2021. – № 10(822). – С. 98–104.
3. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ 2022668876 Рос. Федерация. Нейросетевая оптимизационная модель крупномасштабной трубопроводной системы энергетики / Н.А. Кисленко, А.В. Белинский, А.С. Казак; правообладатель ООО "НИИгазэкономика". – № 2022668269; заявл. 06.10.2022; опубл. 12.10.2022, Бюл. № 10.
4. Методика расчета течения природного газа по трубе в программном комплексе моделирования газотранспортных систем "Волна" / А.А. Воробьев, А.А. Калинин, Г.В. Каспиев [и др.] // Мат. моделирование. – 2014. – Т. 26, № 7. – С. 87–96.
5. Цыбульник В.Н., Рубель В.В. Комплекс моделирования и оптимизации газотранспортных систем "АСТРА" // Газовая пром-сть. – 2006. – № 1. – С. 27–29.
6. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ 2014610711 Рос. Федерация. Программный комплекс "Агат-КЦ". Программно-вычислительный комплекс расчета режимов работы компрессорных цехов / М.Г. Анучин, С.В. Гагарин, А.Н. Кузнецов [и др.]; правообладатели ФГУП "РФЯЦ – ВНИИТФ им. акад. Е.И. Забабахина", ООО "Газпром трансгаз Ухта". – № 2013660627; заявл. 19.11.2013; опубл. 20.02.2014.
7. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ 2015617924 Рос. Федерация. ПВК "Веста-КС" / С.А. Сарданашвили, С.К. Митичкин, Д.Г. Леонов [и др.]; правообладатель ООО Фирма "ИНГОЙЛ". – № 2015613212; заявл. 21.04.2015; опубл. 20.08.2015.
8. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ 2008615715 Рос. Федерация. Программно-вычислительный комплекс по периодическому анализу и планированию стационарных режимов газотранспортных систем газотранспортных обществ с ведением ретроспективных баз данных и обменом результатами между уровнями управления "Астра-газ" (ПВК "Астра-газ") / Правообладатель ОАО "Газпром". – Заявл. 03.10.2008; опубл. 28.11.2008.
9. СТО Газпром 2-3.5-051-2006. Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов. – М.: ИРЦ Газпром, 2006. – VIII, 196 с.
10. ОНТП 51-1-85. Общесоюзные нормы технологического проектирования. Магистральные газопроводы. Ч. 1. Газопроводы. – Введ. 1986–01–01. – М.: Мингазпром, 1985. – 95 с.
11. Сарданашвили С.А. Расчетные методы и алгоритмы (трубопроводный транспорт газа). – М.: Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005. – 577 с.
12. Сухарев М.Г., Самойлов Р.В. Анализ и управление стационарными и нестационарными режимами транспорта газа. – М.: Издат. центр РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2016. – 399 с.
13. Решение актуальных задач параметрической диагностики газоперекачивающих агрегатов ГТК-25ИР / Е.А. Смирнов, Ю.Ю. Толстихин, Ф.В. Блинов, А.В. Шишов // Газовая пром-сть. – 2018. – № 2(764). – С. 62–65.
14. Ершов А.И. Определение мощности ГПА в условиях компрессорной станции // Ашировские чтения. – 2019. – Т. 1, № 1(11). – С. 304–310.
15. Об эксплуатации узлов измерений расхода газа с ультразвуковыми преобразователями расхода / Р.Р. Гаптрахманов, О.М. Хамидуллин, Р.Р. Кантюков [и др.] // Территория Нефтегаз. – 2018. – № 10. – С. 60–64.
16. Разработка комплексной модели нестационарных режимов работы компрессорной станции в среде динамического моделирования технических систем SiminTech / М.Д. Тельнов, Д.Г. Репин, Г.И. Наместников, И.П. Колотыркин // Наука и техника в газовой пром-сти. – 2019. – № 3(79). – С. 43–51.
17. Анучин Макс.Г., Анучин Мих.Г., Кузнецов А.Н. Экономичный метод расчета стационарных режимов газотранспортных систем // Мат. моделирование. – 2016. – Т. 28, № 4. – С. 64–76.
18. Сарданашвили С.А. Идентификация параметров моделей, описывающих нестационарное течение газа методом чувствительности // Изв. вузов. Нефть и газ. – 1978. – № 6. – С. 65–70.
19. Белинский А.В. Разработка методов, алгоритмов и программного обеспечения задач развития и реконструкции территориальных систем газоснабжения: дис. … канд. техн. наук: 05.13.11. – М., 2009. – 151 с.
20. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2014610581 Рос. Федерация. Программный комплекс "ВОЛНА". Программно-вычислительный комплекс нестационарного моделирования, оптимизации и мониторинга газотранспортных систем / Мих.Г. Анучин, Макс.Г. Анучин, А.А. Калинин [и др.]; правообладатели ФГУП "РФЯЦ – ВНИИТФ им. акад. Е.И. Забабахина", ООО "Газпром трансгаз Ухта". – № 2013660666; заявл. 20.11.2013; опубл. 20.02.2014.