МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ КОНФІГУРАЦІЙ ВУЗЛІВ ОБЛІКУ ГАЗУ ТА ПУНКТІВ ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТ ГАЗУ В УМОВАХ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ

Автор(и)

  • М. І. Горбійчук Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу
  • О. А. Скріпка Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2025-180-3-8-16

Ключові слова:

природний газ, облік газу, вимірювальний пристрій, похибки вимірювань, нечіткі параметри

Анотація

Запропоновано новий метод визначення конфігурації вузлів обліку природного газу та пунктів вимірювання витрат газу, який враховує, окрім традиційних підходів до розв’язку цієї задачі на основі даних про технічні та метрологічні характеристики засобів вимірювань, також критерій сумарної вартості вимірювальних пристроїв в умовах невизначеності. Як вимірювальні прилади в статті розглядаються витратоміри змінного перепаду тиску, турбінні лічильники газу та ультразвукові витратоміри, які найчастіше застосовуються під час спорудження, ремонту або реконструкції вузлів обліку газу та пунктів вимірювання витрати газу. Сформульовано задачу вибору оптимальної конфігурації вузла обліку природного газу за умови, що параметри в оптимізаційній задачі, які зумовлені похибками вимірювань, трактуються як нечіткі числа -типу. Показано, що початкова задача трансформується в задачу цілочислового програмування, у якій коефіцієнти обмеження для визначення необлікованих втрат, залежать від параметрів трикутної функції належності, що апроксимована гаусовою функцією. Задачу визначення оптимальної кількості вимірювальних приладів для вузлів обліку природного газу або пунктів вимірювання витрат газу, сформульованої в цій роботі, розв’язано за використання програмного середовища MatLab. Ефективність розробленого програмного забезпечення оптимізаційної задачі перевірено на конкретному прикладі вибору оптимальної конфігурації вузла обліку за критерієм мінімальних фінансових затрат на оснащення вузла обліку пристроями обліку природного газу для однієї з газорозподільних станцій. Здійснено порівняльний аналіз двох варіантів оптимізаційної задачі: у детермінованій постановці і з урахуванням нечіткості коефіцієнтів, спричиненої похибками вимірювань, в обмеженні, зумовленому необлікованими втратами.

Для перевірки роботи запропонованого методу і розробленого програмного забезпечення використано вихідні дані, що враховують реальні умови експлуатації вузлів обліку газу та пунктів вимірювання витрати газу. Використання запропонованого методу дозволить знизити витрати на спорудження, ремонт або реконструкцію вузлів обліку газу та пунктів вимірювання витрати газу.

Біографії авторів

М. І. Горбійчук, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

д-р техн. наук, професор кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій

О. А. Скріпка, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

канд. техн. наук, докторант кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій

Посилання

Є. П. Пістун, і Л. В. Лесовой, Нормування витратомірів змінного перепаду тиску. Львів, Україна: вид-во ЗАТ «Інститут енергоаудиту та обліку енергоносіїв», 2006, 576 с.

Є. Пістун, та ін., «Дослідження похибки ультразвукових витратомірів за умов спотвореної структури потоку на основі СFD-моделювання,» Метрологія та прилади, № 4, с. 13-23, 2014.

Й. Й. Білинський, М. О Стасюк., і М. В. Гладишевський, «Аналіз методів і засобів контролю витрат рідких і газоподібних середовищ і класифікація на їх основі,» Наукові праці ВНТУ, № 1, 2015.

М. П. Андріїшин, Вимірювання витрати та кількості газу, довідник, Івано-Франківськ, Україна: ПП «Сімик», 2004, 160 с.

Я. М. Власюк, І. С. Кисіль, і О. Є Середюк, «Реалізація концепції створення єдиної системи обліку природного газу в Україні,» Методи та прилади контролю якості, № 13, с. 61-65, 2005.

О. Є. Середюк, і Т. В. Лютенко, «Експериментальні дослідження вузлів обліку природного газу різних принципів дії,» Метрологія та прилади, 2015.

Michael Reader-Harris, “Orifice Design. Orifice Plates and Venturi Tubes,” Springer, Cham, p. 33-76, 2015.

Shan Feng, Liu Zhichun, Liu Wei, and Tsuji Yoshiyuki. “Effects of the orifice to pipe diameter ratio on orifice flows,” Chem Eng Sci, no. 152, pp. 497-506, 2016.

F. Cascetta, and G. Rotondo, “Effects of Intermittent Flows on Turbine Gas Meters Accuracy,” Second University of Naples, Italy Measurement, no. 69, pp. 280-286, 2015.

B. M. Menezes and B. D. Manager, “Calculating & Optimizing Repeatability of Natural Gas Flow Measurements,” Tech. Note, no. November, 2012.

J. Savickis1, L. Zemite, I. Bode, and L. Jansons, “Natural gas metering and its accuracy in the smart gas supply systems,” Latvian Journal of Physics and Technical Sciences, no. 5, 2020.

М. І. Горбійчук, і О. А. Скріпка, «Метод визначення оптимальних конфігурацій вузлів обліку газу та пунктів вимірювання витрат газу,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 6, с. 13-18, 2024. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-177-6-13-18 .

Л. Г. Раскін, О. В. Серая, і В. Ю. Воловщиков, Нечітка математика, підручн. Харків, Україна: НТУ «ХПИ», 2016, 203 с.

M. Horbiychuk, N. Lazoriv, and L. Feshanych, “Determining the effect of fuzziness in the parameters of a linear dynamic system on its stability,” Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Mathematic and cybernetics – applied aspects, no. 2/4 (110), pp. 15-21, 2021.

Mikhail I Gorbiychuk., and Taras V. Humenyuk, “Synthesis Method of Empirical Models Optimal by Complexity under Uncertainty Conditions,” Journal of Automation and Information Sciences, vol. 48, issue 9, pp. 64-74, 2016.

М. І. Горбійчук, Математичні методи оптимізації, навч. посіб. Івано-Франківськ, Україна: ІФНТУНГ, 2018, 302 с.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 31

Опубліковано

2025-06-27

Як цитувати

[1]
М. І. Горбійчук і О. А. Скріпка, «МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ КОНФІГУРАЦІЙ ВУЗЛІВ ОБЛІКУ ГАЗУ ТА ПУНКТІВ ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТ ГАЗУ В УМОВАХ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ», Вісник ВПІ, вип. 3, с. 8–16, Черв. 2025.

Номер

Розділ

Автоматика та інформаційно-вимірювальна техніка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.