Моделювання управління якістю природного газу з використанням функцій належності лінгвістичних змінних методом Парето

Abstract

Природний газ у відповідності з положеннями Енергетичної стратегії України на період до 2035 р. попри суттєвий розвиток «зеленої» енергетики залишається основним енергоносієм у державі. У зв`язку з долученням до єдиного Європейського простору регулювання торгівлі природним газом в країні всі розрахунки за спожите паливо слід виконувати в одиницях енергії. Таким чином, визначальними постають питання щодо якості природного газу. Однією з особливостей системи газопостачання є значна ступінь невизначеності зміни великої кількості збурюючих факторів впливу і постійно мінливих параметрів її функціонування. З поміж інших для оцінки якості вибрана математична модель, заснована на теорії нечіткої логіки. За результатами розгляду факторів, що характеризують фізико-хімічні властивості видобутого з родовища природного газу, якість його підготовки до транспортування та технічні умови експлуатації газорозподільної системи населеного пункту, отримано нечітку множину для визначення якості палива. Одним із методів аналізу в складних й багатозв`язкових системах є метод Парето, який полягає в класифікації проблем на нечисленні, але суттєво важливі, і численні, але несуттєві. Отримана стовпцева діаграма Парето наочно ілюструє кількість факторів впливу на якість природного газу. Найбільш впливовими фактороми на якість природного газу та на погіршення умов газоспоживання є теплота згоряння вища при стандартних умовах та вологовміст палива. В зв`язку з цим при організаційно-технологічному забезпеченні споживання природного газу на високому рівні вони підлягають розгляду в першу чергу.

Природный газ в соответствии с положениями Энергетической стратегии Украины на период до 2035 г. несмотря на существенное развитие «зеленой» энергетики остается основным энергоносителем в государстве. В связи с присоединением к единому Европейскому пространству регулирования торговли природным газом в стране все расчеты за потребленное топливо следует выполнять в единицах энергии. Таким образом, определяющими становятся вопросы качества природного газа. Одной из особенностей системы газоснабжения является значительная степень неопределенности изменения большого количества возмущающих факторов влияния и постоянно меняющихся параметров ее функционирования. Среди других для оценки качества выбранная математическая модель, основанная на теории нечеткой логики. По результатам рассмотрения факторов, характеризующих физикохимические свойства добытого с месторождения природного газа, качество его подготовки к транспортировке и технические условия эксплуатации газораспределительной системы населенного пункта, получено нечеткое множество для определения качества топлива. Одним из методов анализа в сложных и многосвязных систем является метод Парето, суть которого заключается в классификации проблем на немногочисленные, но существенно важные, и многочисленные, но несущественные. Полученная диаграмма Парето наглядно иллюстрирует количество факторов влияния на качество природного газа. Наиболее значимыми факторами на качество природного газа и ухудшение условий газопотребления являются теплота сгорания высшая (при стандартных условиях измерения) и влагосодержание топлива. В связи с этим при организационно-технологическом обеспечении потребления природного газа на высоком уровне они подлежат рассмотрению в первую очередь.

Natural gas in accordance with the provisions of the Energy Strategy of Ukraine for the period up to 2035, despite the significant development of "green" energy remains the main energy source in the country. Due to the accession to the single European area of regulation of natural gas trade in the country, all calculations for fuel consumption should be performed in units of energy. Thus, the defining issues are the quality of natural gas. One of the features of the gas supply system is a significant degree of uncertainty in the change of a large number of disturbing factors and constantly changing parameters of its operation. Among others, a mathematical model based on the theory of fuzzy logic was chosen to assess quality. Based on the results of consideration of factors characterizing the physical and chemical properties of natural gas extracted from the field, the quality of its preparation for transportation and technical conditions of operation of the gas distribution system of the settlement, a fuzzy set was obtained to determine fuel quality. One of the methods of analysis in complex and multiconnected systems is the Pareto method, which consists in classifying problems into a few, but essential, and numerous, but insignificant. Modeling the management of natural gas quality using the membership functions of linguistic variables, which are the factors influencing it by the Pareto method, allows to vary the most significant factors that take into account the most influential of them. The resulting Pareto bar chart clearly illustrates the number of factors influencing the quality of natural gas. The diagram shows that the most influential factors on the quality of natural gas and on reducing the operational reliability of gas transmission and gas distribution systems are, respectively, higher heat of combustion under standard conditions and fuel moisture content. In this regard, in the organizational and technological support of natural gas consumption at a high level, they should be considered in the first place.