МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СЕТЯХ СРЕДСТВАМИ НЕЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Аннотация

Современные электроэнергетические сети, открытые гидравлические и трубопроводные транспортные системы различного назначения характеризуются высокой размерностью, сложной зависимостью технологических параметров от режимов работы, внешних условий, что значительно усложняет разработку адекватных моделей и проведение машинных экспериментов для получения научно обоснованных конструктивных решений на стадии проектирования, модернизации и эксплуатации.В основу разработки эффективных способов анализа и синтеза нелинейных сетей со сложной топологией положены технологии термодинамического моделирования, базирующиеся на топологической общности расчетных схем, а также на фундаментальном положении о движении транспортных сред по единым законам течения, сохранения массы и энергии.Решение комплекса проблем потокораспределения в многоконтурных электрических и гидравлических сетях и системах составляет основу создания современных технологий моделирования гомогенных и гетерогенных сред в установившихся и переходных режимах, имеет широкий спектр приложений в различных сферах производства и, в первую очередь, на объектах водного транспорта различного назначения. Рассматриваются модели и алгоритмы расчета стационарных режимов потокораспределения в многоконтурных гидравлических и электрических сетях на основе принципа наименьшего действия. Оптимизационные процедуры алгоритмизации вычислений реализуются с использованием инструментария Optimization Toolbox среды MatLAB. Приводятся примеры оценки вектора состояния стационарных режимов в электрических цепях с линейными и нелинейными емкостными элементами, а также потокораспределений в автономной гидравлической сети в классе экстремальных задач.

Ключевые слова

модели, алгоритмы, гидравлические и электрические сети, принцип наименьшего действия, оптимизация

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Меренков А. П. Теория гидравлических цепей / А. П. Меренков, В. Я. Хасилев. - М.: Наука, 1985. - 274 c
Меренков А. П. Математическое моделирование и оптимизация систем тепло-, водо-, нефте- и газоснабжения / А. П. Меренков, Е. В. Сеннова, С. В. Сумароков [и др.]. - Новосибирск: Наука, 1992. - 405 с
Каганович Б. М. Термодинамика теории цепей и их совместные приложения в энергетических исследованиях / Б. М. Каганович, Н. И. Воропай, В. А. Стенников [и др.] // Известия Российской академии наук. Энергетика. - 2014. - № 5. - С. 3-15
Kaganovich B. M. On the area of equilibrium thermodynamics application / B. M. Kaganovich, A. V. Kelko, A. Shamansky, I. A. Shirkalin // Proc. of ASME 2044 International Mech. Eng. Congress. November, 13 - 19. - Anaheim, California, USA - 2004. - С. 197-203
Сахаров В. В. Балансовые модели и их применение в автоматизированных системах управления производством / В. В. Сахаров, А. А. Кузьмин // Журнал университета водных коммуникаций. - 2013. - № 1. - C. 46-53
Иванов Е. Н. Способ расчета электрических цепей на основе квадратичного программирования / Е. Н. Иванов, А. В. Черничкова, М. Б. Шамсиева // Журнал университета водных коммуникаций. - 2012. - № 4. - C. 67-71
Каганович Б. М. Технология термодинамического моделирования. Редукция моделей движения к моделям покоя / Б. М. Каганович, А. В. Кейко, В. А. Шаманский [и др.]. - Новосибирск: Наука, 2010. - 236 с
Пригожин И. Р. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур / И. Р. Пригожин, Д. Кондепуди. - М.: Мир, 2002. - 461 с
Ottinger H. C. Beyond Equilibrium Thermodynamics / H. S. Ottinger. - Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2005. - 635 p
Дьяконов В. П. Математические пакеты расширения MatLAB. Специальный справочник / В. П. Дьяконов, В. В. Круглов. - СПб.: Питер, 2001. - 480 с
Ахметзянов А. В. Структурные модели стационарных процессов в нелинейных сетях / А. В. Ахметзянов, Л. И. Григорьев, С. В. Спиридонов // Информационные технологии и вычислительные системы. - 2007. - № 3. - С. 37-48
Левин А. А. Расчет потокораспределения в системе пылеприготовления ТЭС / А. А. Левин, Э. А. Таиров, В. Ф. Чистяков // Математические модели и методы анализа и оптимального синтеза развивающихся трубопроводных и гидравлических систем: сб. науч. тр. / Институт систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАН. - М., 2010. - С. 114-122

Об авторах

Сахаров Владимир Васильевич

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»

Чертков Александр Александрович

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»

Сабуров Сергей Викторович

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»