Материал: Модели управления функционированием систем подачи и распределения воды. Панов М.Я., Петров Ю.Ф

По результатам моделирования возмущенного состояния могут быть получены параметры режима водопотребления Qj , j If .

Подводя итог проведенному факторному анализу, можно заключить, что доказана принципиальная возможность синтеза дроссельных характеристик путем моделирования возмущенного состояния водоснабжающей системы в области прямого анализа.

Отсутствие обратной связи в задаче прямого анализа между режимом водопотребления гидравлической настройкой управляемых дросселей отражается на качестве дроссельных характеристик, увеличивая их дисперсию, а в ряде случаев приводя к "размыву" характеристики и утрате конфигурации.

Этот теоретический результат подтвержден моделированием прямой задачи анализа по ЭВМ – программе, составленной на языке машинного программирования Delphi 5, результаты которого приведены в следующем разделе.

2.3. Синтез векторно-информационного пространства в области управления системами водоснабжении

Ранее показано, что существует принципиальная возможность формирования дроссельных характеристик в области прямого анализа водоснабжающих систем благодаря диагональному преобладанию матрицы коэффициентов чувствительности факторного анализа системы с управляемыми дросселями. Это условие является необходимым, но недостаточным, поскольку сохраняется еще существенное взаимное влияние переменных составляющих сопротивлений дроссельных элементов, приводящее к "размыву" дроссельных характеристик. При прямом анализе возмущенного состояния РСВ, вследствие отсутствия обратной связи между режимом водопотребления и настройкой дросселей, значения SDj задаются

пользователем произвольно, что может приводить к большим отклонениям от конфигурации дроссельной характеристики вследствие значительного ее "разброса". С целью иллюстрации подобного эффекта был проведен вычислительный эксперимент для системы с двумя водонапорными башнями и УД на фиктивных линиях ( рис. 2.3) с решением прямой задачи анализа в условиях произвольного изменения сопротивлений дросселей согласно табл. 2.2. Исключение составлял участок с дросселем 14-22, для которого сопротивление установленного на нем дросселя не менялось, что дало возможность оценить побочное влияние на характеристику остальных дросселей.

77

Рис.2.3. Бинарный структурный орграф водопроводной сети с установкой УД

Таблица 2.2 Пределы изменения сопротивления дроссельных элементов в задаче

прямого анализа системы водоснабжения (рис. 2.3)

Исходная информация по сети (рис. 2.3) приведена в [53, табл. П.26, П.27], результаты моделирования иллюстрируются на рис. 2.4 – 2.7.

Согласно полученным результатам для участков с дросселями, на которых сопротивление менялось в широких пределах (86,5%), дроссельные характеристики имеют "размытую" конфигурацию и по сути вырождаются (рис. 2.4 – 2.6). То есть предварительный и точный прогноз водопотребления в этом случае маловероятен. Для участка, где сопротивление дросселя не

78

менялось, характеристика сохраняет свою конфигурацию (рис. 2.7), но с увеличенной дисперсией, достигающей 10 %, что обусловлено влиянием остальных дросселей с "хаотичным" изменением сопротивления.

Отсутствие обратной связи, обусловленное системным подходом в рамках МВС, между желаемым режимом потребления и вектором гидравлического сопротивления управляемых дросселей системы может приводить к серьезным просчетам и ошибкам, влекущим за собой необходимость проведения дополнительных вариантных расчетов по усложненным версиям алгоритмов с возможной утратой оперативности получения результирующей информации. Таким образом, несистематическое (эпизодическое) моделирование функционирующей РСВ в рамках прямой задачи анализа, как правило, неэффективно и нерационально.

Рис. 2.4. Иллюстрация результатов моделирования дроссельных характеристик в области прямого анализа системы водоснабжения (рис. 2.3) для участка с дросселем (20-27):

1 – дроссельная характеристика для области прямого анализа;

2 – дроссельная характеристика для области обратного анализа

Внедрение постоянно действующей системы оперативного управления в функционирующую РСВ на основе мониторинга состояния системы приводит к более обнадеживающим результатам, однако необходимо для ее эффективного

79

использования провести серию расчетов предварительного процесса моделирования дроссельных характеристик для выбранной схемы размещения дросселей, которые позволяют сформировать обратную связь режима потребления с гидравлической настройкой дроссельных элементов. Но следует иметь в виду, что дроссельные характеристики, рассчитанные в рамках прямой задачи анализа, имеют повышенную дисперсию, а в отдельных случаях могут отклоняться от фактических характеристик, поскольку диагональное преобладание в МКЧ хотя и является установленным фактом, однако не столь очевидно, как хотелось бы. Негативное проявление подобных свойств матрицы коэффициентов чувствительности может усиливаться в результате неудачно выбранной схемы размещения дросселей. Поиск критериев оптимального положения дроссельных элементов на графе РСВ возможно, но выходит за рамки настоящей работы.

Рис. 2.5. Иллюстрация результатов моделирования дроссельных характеристик в области прямого анализа системы водоснабжения (рис 2.3) для участка с дросселем (13-21):

1 – дроссельная характеристика для области прямого анализа;

2 – дроссельная характеристика для области обратного анализа

80