Главная » 2014 » Август » 8 » Скачать Синтез распределенных систем управления гидродинамическими параметрами геотермальных пластов. Хариш, Нелля Петровна бесплатно
5:33 AM
Скачать Синтез распределенных систем управления гидродинамическими параметрами геотермальных пластов. Хариш, Нелля Петровна бесплатно
Синтез распределенных систем управления гидродинамическими параметрами геотермальных пластов
Диссертация
Автор: Хариш, Нелля Петровна
Название: Синтез распределенных систем управления гидродинамическими параметрами геотермальных пластов
Справка: Хариш, Нелля Петровна. Синтез распределенных систем управления гидродинамическими параметрами геотермальных пластов : диссертация кандидата технических наук : 05.13.01 Пятигорск, 2006 142 c. : 61 07-5/718
Объем: 142 стр.
Информация: Пятигорск, 2006
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
11 Характеристика геотермальных вод
12 Системы геотермального теплоснабжения
13 Проблема моделирования в гидрогеодинамике
14 Состояние изученности проблемы моделирования гидродинамических процессов
15 Состояние проблемы синтеза регуляторов для объектов с распределенными параметрами
ГЛАВА 2 ЧАСТОТНЫЙ МЕТОД СИНТЕЗА СИСТЕМ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
21 Основы частотного метода синтеза СРП
22 Исследование характеристик распределенного звена, охваченного положительной обратной связью
ГЛАВА 3 АНАЛИЗ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
31 Характеристика города Георгиевска и его теплового потребления
32 Геолого-гидрогеологическая изученность месторождения
33 Георгиевская опорная скважина
ГЛАВА 4 ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
41 Моделирование
42 Построение математической модели количества отбираемой энергии
43 Расчет допустимого уровня понижения депрессионной воронки
44 Оценка эксплуатационных запасов термальных вод
45 Модель выкачки воды из одиночной скважины
46 Моделирование геофильтрации
47 Потери энергии в стволе скважины
48 Математическая и дискретная модели гидродинамических процессов геотермального пласта
ГЛАВА 5 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОДООТБОРНЫМИ СКВАЖИНАМИ
51 Описание объекта управления
52 Конструктивные и физические параметры объекта управления
53 Анализ объекта управления
54 Синтез регулятора
55 Определение запасов устойчивости разомкнутой системы
56 Анализ работы замкнутой системы управления
Введение:
Проблема практического использования тепла Земли с каждым годом привлекает все более широкое внимание. В настоящее время основными энергетическими ресурсами в нашей стране являются: уголь, нефть и газ. В перспективных планах должно предусматриваться широкое использование солнечной, ветровой и геотермальной энергии. Несомненно, освоение, в частности, геотермальной энергии потребует научных исследований и разработок экономически доступных технологических схем.
Запасы геотермальных вод и пароводяных смесей оцениваются в размере более 25 млн. м3/сут (геотермальные воды) и 500 тыс. т/сут (пар). Распределяются эти ресурсы следующим образом: Западная Сибирь-54%, Предкавказье и Кавказ-12%, Средняя Азия и Казахстан-15%, Восточная Сибирь и Дальний Восток-19%.
Использование геотермальных вод в промышленных объемах начато сравнительно недавно. В 1964г. была создана специальная буровая организация по разведке месторождений геотермальных вод, в 1966г. - два промысловых управления по использованию глубинного тепла земли. Сейчас функционируют следующие управления по использованию глубинного тепла земли: Кавказское (г. Махачкала), Кубанское (г. Армавир) и Камчатское (г. Петропавловск-Камчатский), которые заняты в основном минеральными водами.
В ряде перспективных районов, первоочередными из которых названы Северный Кавказ и Закавказье, использование геотермальных ресурсов для целей теплоснабжения должно существенно повлиять на структуру топливно-энергетического баланса, вытеснить из него значительное количество традиционных видов топлива.
Забота об охране природы и окружающей среды вызывает необходимость обеспечения рациональной разработки месторождений термальных и минеральных вод с учетом трудно разрешимой проблемы утилизации минерализованных вод георгиевского месторождения и возможного распространения депрессионной воронки при эксплуатации подземных вод.
Опыт использования геотермальных ресурсов в нашей стране указывает на высокую народнохозяйственную эффективность и конкурентоспособность этого нового направления энергетики.
Однако технико-экономический анализ современного состояния использования геотермальных ресурсов выделяет ряд проблем, тормозящих развитие молодой отрасли, некоторые из них рассмотрим в процессе работы.
Одной из центральных проблем теории и практики автоматического управления является проблема расширения класса «стандартных» распределенных звеньев, из которых формируется структура регулятора в процессе синтеза, и разработки математической модели объекта регулирования, в качестве которого в данной работе рассматриваются гидродинамические и тепловые процессы в водоносном горизонте пачки «В» майкопской серии. В связи с этим, целью работы является:
• разработка дополнительного «стандартного» распределенного звена и исследование его характеристи;
• разработка тепловых и гидродинамических моделей рассматриваемого водоносного горизонта;
• определение количества энергии, которое можно забирать из водоносного горизонта пачки «В» майкопской серии;
• синтез распределенной системы управления водозабором, исходя из обеспечения требуемого уровня депрессионной воронки.
Для достижения указанной цели решены следующие задачи:
• разработана структура и исследованы характеристики дополнительного «стандартного» распределенного звена;
• обобщен и проанализирован опыт по изучению водоносного горизонта пачки «В» майкопской серии с учетом последних научных разработок и рекомендаций;
• определено количество энергии, которое можно забирать при эксплуатации водоносного горизонта, не нарушая при этом гидродинамики пласта;
• построены математическая и дискретная модели, описывающие забор воды из водоносного горизонта пачки «В» майкопской серии;
• исследована динамика объекта управления и синтезирован распределенный регулятор для системы управления водозаборными скважинами.
Научная новизна:
• расширен класс «стандартных» распределенных звеньев, используемых в процессе синтеза распределенного регулятора и анализа распределенных входных воздействий;
• разработана математическая модель гидродинамических и тепловых процессов рассматриваемого геотермального пласта;
• рассчитаны максимально возможные уровни понижения депрессионной воронки;
• синтезирована распределенная система управления параметрами депрессионной воронки;
• проведен анализ распределенного объекта управления, на основе которого синтезирован распределенный высокоточный регулятор.
На защиту выносятся следующие положения:
• методика определения количества энергии, которое можно забирать при эксплуатации водоносного горизонта без нарушения гидродинамики пласта.
• построение математической и дискретной моделей, описывающих забор воды из водоносного горизонта.
• задача синтеза распределенного регулятора для системы управления водозаборными скважинами.
Практическая значимость и реализация работы.
Результаты исследований используются для практической оценки тепловых возможностей исследуемого геотермального пласта и определения экономической и технической эффективности создания системы теплоснабжения г. Георгиевска.
Все методики, рассмотренные в работе, доведены до конкретных конструктивных предложений и могут быть использованы в инженерной практике освоения геотермальных месторождений.
Работа выполнена по заданию Федерального агентства по образованию РФ ВУЗу ПГТУ на проведение в 2006 - 2007г.г. научных исследований по тематическому плану. Наименование НИР: «Анализ и синтез систем с распределенными параметрами».
Указанные методики построения математических моделей распределенных процессов внедрены в учебный процесс Пятигорского государственного университета по специальности 220201.65 (210100) - Управление и информатика в технических системах (используются в курсовом и дипломном проектировании, при чтении лекций по спец. курсам).
Апробация работы.
Материалы диссертации опубликованы в 10 научных работах и докладывались на 3-й Всероссийской научной конференции «Управление и информационные технологии», г. Санкт-Петербург, 2005г.; 2-й международной научно-технической конференции «Инфокоммуникационные технологии в науке и технике», г. Кисловодск, 2006г.; международной научной конференции «Системный синтез и прикладная синергетика», г. Пятигорск, 2006г.
Структура и объём работы:
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 139 наименований, 2-х приложений. Содержание работы изложено на 120 страницах, содержит 28 рисунков, 11 таблиц.
