ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ЗАДОВОЛЕННЯ МНОЖИННИХ ОБМЕЖЕНЬ ДЛЯ ГАЗОВИХ МЕРЕЖ - Научное сообщество
Главная
UA PL EN

Вас приветствует Интернет конференция!

Приветствуйем на нашем сайте

Рік заснування видання - 2011

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ЗАДОВОЛЕННЯ МНОЖИННИХ ОБМЕЖЕНЬ ДЛЯ ГАЗОВИХ МЕРЕЖ

01.03.2026 19:29

[3. Nauki techniczne]

Автор: Шмідт Володимир Петрович, аспірант, Національний університет «Полтавська політехніка ім. Ю. Кондратюка», м. Полтава; Гораль Ліліана Тарасівна, доктор економічних наук, професор, Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ


ORCID: 0009-0007-9053-6878 Шмідт В.П.

ORCID: 0000-0001-6066-5619 Гораль Л.Т.

Попри численні виклики, пов’язані з війною та атаками на критичну інфраструктуру, енергосистема країни продовжує функціонувати та адаптуватися до нових умов, демонструючи  витривалість та здатність до адаптації. Проте важливим є не лише відновити енергетичну систему, а й забезпечити енергетичну незалежність країни та перетворити Україну на країну-експортера різних видів енергії, що в умовах невизначеності є пріоритетним і стратегічним завданням, яке має вирішуватися із акцентом на економію викопних енергоносіїв (природного газу) як невідновного ресурсу та всебічного розвитку альтернативних видів відновлювальних джерел енергії. 

Газопостачальна галузь відноситься до сфери комунальних послуг як в Україні, так і в світі, забезпечуючи соціально-економічний розвиток суспільства, створюючи нормальні умови для життєдіяльності та підтримуючи права і свободи громадян. При цьому природний газ є і джерелом теплової енергії, який найбільше з усіх викопних видів палива відповідає вимогам сталого розвитку і кліматично-нейтральної економіки. 

Україна використовує до 100 млрд. м3 природного газу на рік, з яких власний видобуток складає до чверті від загального обсягу при наявних амбітних планах інтенсифікації розвідки та видобутку [1]. Однак, Зважаючи на необхідність виконання Доктрини збалансованого розвитку та Цілей Сталого розвитку, а також керуючись принципами державної політики у сфері енергозбереження, виникає необхідність регулювати потоки енергоресурсу в системах трубопроводів, опираючись на ситуативну потребу, надійність та безперебійність їх постачання до споживача, враховувати газову- і гідродинаміку руху флюїду в мережах, максимально ефективно використовувати природний газ як викопне паливо, змінюючи його хімічний та фізичний склад, додаючи інші гази. Це стало можливим при використанні штучного інтелекту в системі диспетчеризації газових потоків.

Але при цьому виникає задача задоволення множинних обмежень для газових мереж. Розглянемо CSP-формулювання (Constraint Satisfaction Problem), стаціонарної задачі розподілу газу, так звану steady state задачу, врахувавши при  її побудові вибір рівня деталізації та її декомпозицію. Так як газові мережі можна вважати великими об’єктами через значну кількість необхідних даних щодо довжин та діаметрів ділянок, кількості вузлів та їх геометричних особливостей, то вважаємо, що деталізацію слід розпочинати з лінійних або конвексних релаксацій, а вже потім локально уточнювати нелінійні ділянки. Щодо декомпозиції, то постає необхідність першочергово поділяти задачу на топологічні (дискретні) та фізичні (неперервні) підзадачі, при цьому використовуючи ітеративну координацію. Зрозуміло, що з усіх можливих сценаріїв варто обирати лише репрезентативні, щоб забезпечити ймовірну робастність, як міру здатності обчислювальної системи відновлюватися в процесі виникнення помилкових ситуацій.

Дана задача може бути застосована при умові формування графіку подачі і планування з ресурсами, де ресурси і завдання моделюються як множини при конфігурації систем, де компоненти належать до множин сумісних опцій. Обов’язковою умовою є аналіз доступу і політик безпеки (множини прав, ролей).

Змінними у випадку стаціонарного розподілу газу  (неперервний CSP) виступають тиски у вузлах (pi) та обсяг транспортованого (розподіленого) природного газу (qi-j) на ділянці трубопроводу (i-j). 

Баланс маси в кожному вузлі (i) визначаємо за формулою:




де si – обсяги притоків природного газу;  di – обсяги його споживання.

Квазістатична залежність падіння тиску в трубах: 




Величина тиску і обсягу транспортованого (розподіленого) природного газу змінюється в межах:  




Таким чином, створення доменів можливе за наступним алгоритмом [2]: 




Для того, щоб швидше знаходити елементи, що випливають з обмежувальних функцій (1-2), необхідно при моделюванні використовувати індексовані структури множин та реалізовувати чергу всіх подій за пріоритетами – від найвищого (обмеження з великою фільтрацією) – до найнижчого (з незначною).

Таким чином CSP часто перетворюється в оптимізаційну задачу для розв’язання. Можливі й інші варіанти застосування задач СSP для газових мереж, такі як дискретна топологічна задача, змішане CSP чи часове CSP.

Література 

1. Гелетуха Г. (2022) Перспективи виробництва та використання альтернативних видів палива в авіаційному та водному транспорті в Україні. Вебінар «Використання альтернативних видів палива в авіаційному та водному транспорті». https://uabio.org/wp-content/uploads/2022/11/Geletukha_Presentation-4.pdf

2. Chowdhary, K.R. (2020). Constraint Satisfaction Problems. Fundamentals of Artificial Intelligence. Springer, New Delhi. https://doi.org/10.1007/978-81-322-3972-7_10 Constraint Satisfaction Problems | Springer Nature Link



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Другие научные работы даной секции

Конференции

Konferencje 2026

Konferencje 2025

Konferencje 2024

Konferencje 2023

Konferencje 2022

Konferencje 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення