Моделирующее устройство для решения задач оптимального распределения потоков в многополюсной сети

 

Союэ Советск их

Социалистических

Республик

ОП ИС

ИЗОБР

К АВТОРСКОМУ 734737

-Ф (6l ) Дополнительное к а (22) Заявлено 02.02.7

3)M. Кл.

S 06 9 7/50 с присоединением заяв

Государственный комитет (23) Приоритет—

Ilo делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.

Дата опубликован

3) УД 68 .ЗЗЭ (088.8) H. А. Матевосян, Ю. А. Казарян и А, M. Хачатрян (72) Авторы изобретения

Ереванский комплексный отдел ВНИИ экономики, организации производства и технико-экономической информации в газовой промышленности (71) Заявитель (54) МОДЕЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ

ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОТОКОВ В МНОГОПОЛЮСНОЙ СЕТИ

Изобретение относится к построению специализированных аналоговык моделирующих устройств и предназначено для использования в проектных органиэациях и.на диспетчерских пунктах управления газотранспортной системы (ГТС) .

Известно моделирующее устройство для решения задачи оптимального распределения потоков в многополюсной сети» содержащее соединенные согласно топо«

1О логии сети узлы, в каждую образованную ветвь сети включены диод и источники тока, управляемые ключи и функциональный преобразователь (l j.

Наиболее близким техническим реше15 нием к изобретению является устройство для моделирования распределения пото ков в многополюсной сети, содержащее соединенные согласно топологии сети. узлы и ветви сети, каждая из которых содержит регулируемый источник напря жения, выходные узлы сети через соответствующий источник тока первой груп» пы подключены к шипе нулевого потен

2 циала, диоды, блоки индикации максиму ма, распределитель, измерительно-вычис лительцые блоки (2J.

Недостатком известнык устройств яв ляется недостаточная точность модели рования.

Цель изобретения повышение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее соединенные согласно топологии сети узлы и ветви сети, каждая из которых содержит регулируемый источник напряжения, выходные узлы сети через соответствующий источник тока первой группы подключены к шине нулевого потенциала, и диоды, введены регулируемые источники тока, группы источников напряжения и группы источников тока, каждый вхедной узел сети через цепочку из последовательно соединенных регулируемого источника напряжения, первого диода и источника тока второй группы подключен к шине нулевого потенциала, кажды и вы ходи ой

734737 где

40

50 но. )m n > Ох = + а1 и

3 узел сети соединен с анодом второго диода, катод которого через источник тока третьей группы и через цепочку иэ последовательно соединенных треть его диода и источника напряжений группы подключен к шине нулевого потенциала.

B основу решения рассматриваемой оптимизационной задачи положена целевая функция вида: 0

A Ь Р

З= с (; ьс „(„+Ь С> т.

1=4 Дpl Ч 4 Р } } 3=4 Ü} } е

+ С т min, Й) чв, где C> ° C>@ - удельные затраты

ЭГ4. ЭВj соответственно на добычу газового топлива в (-ом местсь

20 рождении и второго вида топлива в. -ом пункте;

C ãrì, t=â„„ ответственно на тран- 25 .спорт газа через

1} -ый участок газопровода и на транспорт второго топлива через

Д -ый участок трассы;}0

О. Т. - количество получаемо47 Д го газа и второго Топлива соответственно иэ (го и 4 -го пунктов", 35

Q,,T - количество транспортируемого газа и второго топлива соответственно через .0 -ый и р -ый участки трассы;

A Р - 4HCJIO HCTO iHHKOB газоснабжения и второго вида топлива соответ ственно; 45

5 - число участков газоснабжения и трасс поступления второго топлива соответствен

Математическая модель включает также условия ограничения вида: ( = пр,..., тп1 ,,(„} (4) ! )" 1 — количество газового и второго вида топлива соответственно поступающего в 4-ый пункт потребления;

В - общая потребность в топливе j -го пункт потребления;

N — число пунктов потребления.

Удельные затраты C> ° и С на добычу и транспорт вторых видов топлива в настоящей постановке принимают ся постоянными, а затраты С> „и С, на добычу и транспорт газа учитываются в виде нелинейных зависимостей в функции от количества добываемого и тран« спортируемого газа. Характеристика удельных затрат на транспорт газа представляется зависимостью зги

= —.a =1(о„, у г} ц о где 3 — приведенные затраты на

r транспорт газа через 4, -ый участок; — длина 4 -го участка газопровода.

Электрическим аналогом рассматриваемой модели двойного топливоснабже-. ния пунктов потребления может быть устройство, содержащее источники тока, с помощью которых потребности в топливе пунктов потребления; источники на» пряжения, с помощью которых моделируются удельные затраты на транспорт газа, вторых видов. топлива, а также удельные затраты на добычу газа и второго вида топлива.

Соответствующее уравнение электрического моделирующего устройства,. обеспечивающее минимизацию потерь в алектрических цепях, имеет вид:

A Р

РХ 0 ц,..) +" 0 + U .3 аг; 4 1 . г } . б > т

В)А М

1- . :. U ((6) где М ° Ц . — напряжения, моделирую3Г1 ЭВ) щие удельные затраты на добычу газа в (-ом месторождении и второго вида топлива в ) M соответственно;

Ur<,0В, - напряжения, моделирующие удельные затраты

734 на транспорт газа через

Q -ый участок и на транспорт второго вида топлива через,ц -ый участок соответственно;

3 .) . — токи, соответственно

Я1!

j --го источника тока, моделируюшего количество получаемого газа, и

) --го источника тока, моделирующего величину получаемого второго вида топлива — токи, проходящие через

4-ый и,0 «ый участ» ки схемы соответствен737 6 ,! где (- количество второго вида топлива, дополняющего газовое топливо до0При атом соответствующий источйик тока моделирует условие (10) баланса двух видов топлива, а также обеспечивает допустимую величину максимального потока газа Я. п1С, поступающего в пункт потребления.

Второй источник тока, подключенный

K той же электрической цепи, моделирует величину тока, соответствуюшего с .и,„.„. В обшем случае, если В больше q3 +<, то в силу принятого условия постоянства удельных затрат на второй вид топлива это не повлияет на величино.

Условия ограничения (2), (3), и (4):моделируются в виде:

° >,.= .+, (ж

Ill и

Х

j=g %J ), Ч(! р4!2,„,, tn

20,25 где 3,) . — токи, соответствующие 3! Ф) газовому потоку и транспортируемой величине второго вида топлива, поступаюшего в g -ый пункт потребления — ток -го источника тока.

B электрической .схеме моделируюшего устройства удельные затраты на добычу газа и второго вида топлива мо» 40 делируются с помощью соответствуюших, источников напряжении, TBK как предполагается, что затраты на добычу газа и второго вида топлива зависят в основном

or их транспортировки, от соответствую- 45 шего пласта до выхода из района добычи.

Учитывая, что удельные затраты на транспорт второго видя топлива принима ются постоянными, не зависящими or величины транспортируемого второго вида S0 топлива, с целью упрощения схемы моделирующего устройства и сокращения ис» точников тока, моделирующих общую потребность в топливе пунктов потребления, уравнение (3) баланса преобразовано к ss уравнению вида: ! ГЕОК -QV)mt = М 5 3 ° (1P) ны оптимальных потоков газа, получае» мых на моделируюшем устройстве.

Блок-схема моделирующего устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит вторую группу источников 1 тока, регулируемые источники 2 напряжения, моделирующие затраты на добычу газа, диоды 4, третью и первую группы источников 5 и 6 тока,. служащие для моделирования потребности газового и второго вида топлива, при этом источник 6 тока первой группы моделирует мийимально допустимую ве личину потребления газа и источник 5 тока третьей группы - максимально допустимое потребление газа, группу источников 7 напряжения, регулируемый источник 8 напряжения, Решение задачи обеспечивается после включения питания автоматически в результате распределе» ння электрического тока по ветвям сети.

B сети 3 токи распределяются по цепям в соответствии с сопротивлениями, оказываемыми источниками регулируемых напряжений. Прн этом через источник 6 тока проходит ток из сети 3, соответствуюший минимальной величине потребляемого газа, A через источник 5 тока проходит сумма двух токов — от сети

3 и от источника второго топлива, т. е. от общей точки через источник 7 и диод 4.

Величины обоих поступаю дик токов на сеть 3 пропорциональны соответственно объемам потребляемого газа и величины второго топлива, исчисляются в одинаковых условных еди: ицах (ToH» ны условного топлива). Эти токи определяются в соответствии с величинами напряжения источников 7, 2 и 8 по принципам распределения электрического тока в электрических цепях.

Формула изобретения

Моделирующее устройство для реше ния задачи оптимального распределения потоков в многополюсной сети, содержащее соединенные согласно топологии сети узлы и ветви сети, каждая из ко« торых содержит регулируемый источник напряжения, выходные узль сети через соответствующий источник тока первой группы подключены к шине нулевого потен циала, и диоды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены регулируемые источники тока, группы источников на t5

A РФг Ф / ;. 4 с Таким образом при введении блоков и связей между ними повышается точность устройства. пряжения и группы источников тока, каждый входной узел сети через цепочку из последовательно соединенных регулируемого источника напряжения, первого диода и источника тока второй группы подключен к шине нулевого потенциала, каждый выходной узел сети соединен с анодом второго диода, катод которого через источник тока третьей группы и через цепочку из последовательно соединенных третьего диода и источника напряжений группы подключен к шине нулевого потенциала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 548866, кл. G 06 Ci 7/50, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 440671, кл. G 06 G 7/48, 1972 (прототип) .

Составитель И. Дубинина

Редактор С. Лыжова Техред И. Асталощ Корректор А, Гриценко

Заказ 2227/14 Тираж 751 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4