Удосконалення методів підвищення якості газоперекачувальних станцій шляхом синтезу енергоефективних систем керування

Abstract

Основні наукові результати досліджень складають: 1. Удосконалено комплексний критерій якості роботи газоперекачувальних станцій на основі інтеграції енергетичних і технічних показників якості компресорного агрегату та динамічних інтегральних показників якості системи керування, зі змінними ваговими коефіцієнтами, що дає можливість використовувати його як основний критерій оптимальності в різних умовах експлуатації. 2. Набули подальшого розвитку методи підвищення якості роботи газо перекачувальних станцій шляхом оптимізації систем автоматичного керування та синтезу ефективних регуляторів, які працюють за критерієм максимальної енергоефективності, що дає можливість забезпечити високі показники якості в процесі експлуатації. 3. Набули подальшого розвитку математичні моделі систем автоматичного керування компресорними установками газоперекачувальних станцій в нормальних режимах експлуатації шляхом інтеграції моделей компресору з енергетичними характеристиками приводу та реальними нелінійностями (насичення приводу, обмеження витрати палива), що підвищує точність визначення та аналізу показники якості роботи станцій. 4. Вперше розроблено структуру системи автоматичного керування компресорними установками газоперекачувальних станцій, яка має еталонну математичну модель та працює за критерієм максимальної енергоефективності, що дозволяє в режимі реального часу підлаштовувати свої параметри при зміні внутрішніх параметрів компресорів та параметрів навколишнього середовища і за рахунок цього забезпечувати високі показники якості.

The main scientific results of the research are: 1. An integrated quality criterion for the operation of gas compressor stations has been improved by combining the energy and technical quality indicators of the compressor unit with dynamic integral performance indices of the control system, using variable weighting factors. This enables the criterion to be used as a primary optimality criterion under nearly any operating conditions. 2. Methods for improving the operational quality of gas compressor stations have been further developed through optimization of automatic control systems and synthesis of effective controllers operating under the maximum energy-efficiency criterion, which makes it possible to ensure high quality performance during operation. 3. Mathematical models of automatic regulation systems for compressor units of gas compressor stations in normal operating modes have been further developed by integrating compressor models with the drive’s energy characteristics and real nonlinearities (drive saturation, fuel flow limitations), which increases the accuracy of determining and analyzing the stations’ quality performance indicators. 4. For the first time, a structure of an automatic control system for compressor units of gas compressor stations has been developed that incorporates a reference mathematical model and operates under the maximum energy-efficiency criterion. This allows real-time adaptation of its parameters to changes in the internal parameters of compressors and environmental conditions, thereby ensuring high quality performance.