Обеспечение стабильного развития топливно-энергетического комплекса
страны и существенное совершенствование пропорций между энергетикой и всем
народным хозяйством относятся к числу важнейших народно-хозяйственных
проблем.
Выбор основных направлений использования в народном хозяйстве
природного газа основывается на результатах оптимизации структуры всего
топливно-энергетического баланса страны. Важнейшими факторами,
определяющими рациональную систему газоснабжения народного хозяйства и
условия развития и реконструкции систем магистральных газопроводов, являются
геолого-промысловые и технико-экономические характеристики газодобывающих
районов, развитие сопряженных отраслей народного хозяйства, ускорение и
интенсификация научно-технического прогресса в магистральном транспорте газа,
энерго-экономические характеристики отдельных районов страны, а также
перспективные потребности их в высококачественном топливе.
Магистральный газопровод – сложная территориальная рассредоточенная
производственная система. Как объект управления он обладает рядом особенностей
и отличается определённой сложностью задач, вызывая необходимость
самостоятельного изучения проблем оптимального управления и
централизованного контроля им. Сейчас интенсивно изучаются теоретические
вопросы этой проблемы и ведутся поиски способов её технической реализации.
Имитация процессов нестационарной газопередачи необходима для решения
многочисленных технико-экономических задач, возникающих в практике
эксплуатации магистральных газопроводов. Необходимо имитировать совместную
работу сложного газодинамического комплекса, состоящего из последовательной
цепочки элементов линейный участок – компрессорная станция.
Развитие ускоренными темпами сети магистральных газопроводов и ее
кольцевание в единую систему делают задачу разработки эффективных методов
имитации нестационарных режимов транспорта газа весьма актуальной. Причем
разрабатываемые численные методы должны быть такими, чтобы с их помощью
можно было проводить оперативные расчеты по прогнозированию работы
магистральных газопроводов и их систем.
Современные газоснабжающие системы являются столь сложными
газодинамическими комплексами, что интуитивное управление режимами их
эксплуатации даже коллективами высококвалифицированных диспетчеров не
может обеспечить не высокой эффективности, ни требуемой надежности процессов
дальней газопередачи.
Разработка имитационных моделей оперативно-диспетчерского
планирования и управления эксплуатационными режимами магистрального
транспорта газа основана на достижениях отечественной школы гидравлики.
Вопросы изучения неустановившегося течения флюида в трубах, имеющие
большое прикладное значение, давно привлекают внимание отечественных и
зарубежных исследователей. Исходными данными для изучения процессов
нестационарной газопередачи являются нелинейные дифференциальные уравнени
в частных производных параболического типа, описывающие нестационарное
течение газа по линейному участку магистрального газопровода. Даже при
некоторых упрощениях (предположение об изотермичности течения газа,
пренебрежение некоторыми малыми членами) решение этих уравнений – весьма
трудоемкая и сложная задача теории уравнений математической физики.....