Розроблено методи й алгоритми автоматизованого енергоощадного управління режимом роботи насосної станції. Завдання енергоощадного управління режимом роботи насосної станції у системі водопостачання вирішено за техніко-економічним критерієм ефективності, що відповідає економічним інтересам абонентів. Наведено методи формування оптимального технологічного завдання для насосної станції, енергоощадного управління режимом роботи технологічного обладнання, координації режимів роботи регульованих насосних агрегатів даної станції, їх алгоритмічне та програмне забезпечення, функціональну структуру автоматизованої системи управління насосної станції.

  Скачати повний текст

Уперше розроблено задачі автоматизованого управління потокорозподілом систем подачі й розподілу води (СПРВ) за штатних та аварійних режимів роботи як багатокритеріальні задачі узагальненого математичного програмування з незаданими бінарними відношеннями, а також математичні моделі, що адекватно описують процеси в СПРВ. Розроблено алгоритми вирішення задачі раціонального автоматизованого управління потокорозподілом СПРВ, що представляють розвиток багатокрокових алгоритмів вирішення задачі багатокритеріальної оптимізації щодо специфіки СПРВ. Досліджено задачу локалізації аварійної ділянки шляхом топологічних перетворень графа мережі, доведено теореми, що постулюють: єдиність розбивки графа на локалізуючі компоненти та єдність розбивки графа на гіперграфи.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання управління режимними параметрами (тиском і витратами) за допомогою зміни кутової швидкості обертання ротору насосного агрегату. Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень впливу даної швидкості на режимні параметри магістрального водопроводу на різних відстанях від насосної станції. Розроблено дослідний стенд на діючому водопроводі, що дозволило змінювати кутову швидкість обертання ротора насосного агрегату в значних межах з різним часом, необхідним для даної зміни. За результатами досліджень отримано залежності режимних параметрів від часу за різних змін даної швидкості. Розроблено схему автоматизованого управління режимами роботи насосного агрегату.

  Скачати повний текст

Досліджено підвищення ефективності роботи насосних комплексів шляхом використання активних регулювальних пристроїв. Доведено, що використання системи активного регулювання параметрів насосних комплексів забезпечує ефективну зміну продуктивності з одночасною рекуперацією енергії в електричну мережу. Визначено закон частотного керування перетворювачем частоти асинхронного генератору активного регулювального пристрою. Досліджено електромеханічний комплекс насосна установка - система активного регулювання - трубопровідна мережа - споживач. Визначено раціональний закон керування гідротурбінним агрегатом.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вирішенню проблеми запобігання гідравлічного удару під час короткочасного вимкнення електропостачання головного електроприводу насосного агрегату за допомогою додаткового електродвигуна, який розміщується на одному валу з головним приводом та підвищує час вибігу насосного агрегату, що дозволяє одержати успішний самозапуск. Розглянуто вплив різних факторів на процеси вибігу та самозапуску на підставі аналізу рівнянь збереження моменту кількості руху та їх аналітичного вирішення. Наведено аналіз залежності падіння кутової швидкості від часу за умов вибігу насосного агрегату та їх підвищення під час розвороту насосного агрегату. Використання розглянутого методу зниження ризику формування гідравлічного удару дозволяє отримати економічний ефект у розмірі 128 тис. грн. за рік.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження характеристик шуму та вібрації на робочих місцях насосних станцій. Виявлено причини виникнення підвищених рівнів шуму. Вперше з використанням методів віброакустичної діагностики одержано залежності, які характеризують зв'язок експлуаційних параметрів насосних агрегатів з їх віброакустичною активністю. Досліджено динаміку приводів насосних агрегатів, одержано раціональні значення жорсткісних характеристик. Вперше теоретично обгрунтовано та запропоновано схему зміни вигинної жорсткості валу робочого колеса насоса, що дозволило знизити віброакустичну активність насосного агрегата, та, відповідно, знизити шум на робочих місцях. Вперше запропоновано використовувати вібродіагностику як засіб зниження шуму та вібрацій, а також обмеження їх зростання на робочих місцях внаслідок зносу устаткування.

  Скачати повний текст

Досліджено технологічні процеси, які відбуваються в системі подачі й розподілу води (СПРВ) і класифіковано критерії. Реалізовано процедуру приведення критеріїв до єдиної метрики виміру - економічної. Експериментально доведено перевагу методів, що реалізують принципи конструктивного підходу щодо вирішення багатокритеріальної задачі, зокрема принцип головного критерію та принцип лексикографічного впорядкування. Показано, що реалізація управління СПРВ на тривалому інтервалі часу є багаторівневою процедурою пошуку оптимальної структури, оптимальних параметрів та оптимальної стратегії управління. Розроблено архітектуру, модель наведення даних, модель системи та мовного середовища, блок розрахункових задач, елементи експертної системи продукційного типу, а також сервісні підсистеми. Створено програмний інструментарій - пакет програм.

  Скачати повний текст

Проведено комплексний аналіз існуючих моделей та алгоритмів побудови інформаційно-керувальних систем управління потокорозподілом систем подачі та розподілу води (СПРВ). Розроблено змістову та математичну моделі задачі аварійного управління СПРВ шляхом доаварійного вибору оптимального розміщення запірного обладнання. Запропоновано метод обчислення відносної економічної вартості "покриття" графу мережі запірною арматурою для пошуку її оптимального розміщення з використанням елементів гіперкомпонентного аналізу графу з'єднань. Запропоновано трирівневий метод розв'язання задачі аварійного керування СПРВ з урахуванням розташування запірного обладнання. Розроблено метод прийняття рішень і вибору раціональної стратегії аварійного управління СПРВ для особи, яка приймає рішення. Запропоновано метод побудови векторного критерію з використанням методу когнітивних карт. Обгрунтовано розв'язок задач локалізації аварії відповідно до топології мережі з урахуванням особливостей розташування запірного обладнання та впливу розташування аварійної зони (окремої ділянки) на зміну стану мережі. Розроблено модель прийняття рішень в аварійній ситуації з визначенням критерію вибору найкращого зі способів локалізації й усунення аварії.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено метод оптимального, за мінімум витрат електричної енергії, керування приводами насосів станції водопостачання, який дозволяє забезпечити необхідну продуктивність станції з урахуванням обмежень на прямий пуск приводних двигунів, що зменшує витрати електроенергії та підвищує надійність роботи електроприводу насосної станції. Удосконалено математичну модель системи контролю ресурсу електричного двигуна, в якій, на відміну від відомих, ураховуються обмеження на прямий пуск двигунів змінного струму середньої та великої потужностей, що підвищує надійність роботи. Удосконалено метод оптимізації кількості ввімкнених електричних двигунів насосів, в якому, на відміну від відомих, ураховано кількість реалізованих прямих пусків, що дозволяє зменшити інтенсивність відмов насосних агрегатів.

  Скачати повний текст

Вперше відображено режими роботи енергопостачальних комплексів топологічними моделями, видозмінними залежно від режимів роботи трубопровідних систем, а також на базі зібраної інформації змодельовано координати місця витоку цільового продукту (ЦП). Запропоновано принципово нові засоби збору інформації за умов функціонування АСУ ТП, технічні засоби створення комфортних умов і захисту масового споживача з одночасною економією ЦП. Розроблено принципи, теоретичні основи та моделі прогнозування витрат ЦП з імовірнісним характером його споживання. Визначено методи моделювання та закони регулювання режимів роботи насосно-компресорних установок у разі надлишкового та недостатнього надходження ЦП за умов функціонування АСУ ТП. Наведено універсальний критерій оптимальності функціонування систем розподілу цільового продукту. Запропоновано алгоритми телемеханічного контролю і управління потокорозподілом ЦП. Окреслено основні вимоги до засобів збору інформації та регулюючих органів енергетичних трубопровідних систем.

  Скачати повний текст

Розв'язано задачу ефективного управління системами водопостачання міста (СВМ). Розроблено моделі та методи автоматизованого управління СВМ. Проаналізовано предметну галузь автоматизованого управління СВМ. Класифіковано елементи мережі водопостачання. Використання запропонованої об'єктно-орієнтованої моделі мережі на базі ГІС-технологій дозволяє коригувати режим роботи СВМ у реальному вимірі часу, оперативно виконувати ліквідацію аварійної ситуації, проводити гідравлічні розрахунки для визначення потокорозподілу та розробляти рекомендації щодо підтримки штатного режиму роботи мережі у реальному вимірі часу. На базі побудованої моделі розроблено метод і евристичний алгоритм ефективного оперативного правління режимами роботи насосних станцій з урахуванням критеріїв управління у нормальному й аварійному режимах. Визначено подальші можливі напрямки вдосконалення розроблених методів управління.

  Скачати повний текст

Встановлено узагальнений показник економічності роботи й об'єкт регулювання системи водопостачання з відцентровими насосами у її складі. Запропоновано вдосконалені математичні моделі роботи відцентрових насосів, що дозволяють визначати їх номінальні параметри за критерієм мінімуму енергоспоживання, вибирати оптимальну кількість насосів за ступеневого регулювання, визначати раціональні умови експлуатації насосів із застосуванням привода з частотним регулюванням. Встановлено вимоги до форми та параметрів характеристик насосів залежно від обраного способу регулювання. Розроблено методику підбору насосів за різних значень ступеня нерівномірності подачі насоса.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель електромашиновентильного комплексу на базі вентильно-індукторного двигуна (ВІД) з автокомутацією та обмеженням струму, яка враховує пульсації моменту та особливості роботи електроприводу у складі занурювальної помпи. Удосконалено розрахунок електромагнітного момента приводу з ВІД, шляхом використанням запропонованої аналітичної функції намагнічування, апроксимованої з використанням рядів Фур'є, що дає змогу одержати більш точне значення електромагнітного моменту ВІД за високих частот обертання. Розвинуто теорію електроприводів з ВІД. Запропоновано методи вибору параметрів джерела живлення, величини обмеження струму, кутів увімкнення фази, параметрів статорної обмотки залежно від конструктивних особливостей та режимів роботи помпи, використання яких, завдяки нових одержаним залежностям, уточнити розрахунок електромеханічних режимів електропривода насоса з вентильним індукторним двигуном та виконати їх оптимізацію.

  Скачати повний текст

Досліджено питання підвищення ефективності роботи насосних установок (НУ) водопостачання за рахунок застосування раціональної системи регульованого електропривода, що враховує особливості паралельно працюючих агрегатів на спільну гідравлічну мережу з протитиском. Визначено реальний технологічний діапазон регульованого насоса. Отримано рівняння та характеристики для визначення меж регулювання продуктивності НУ в разі зміни швидкості обертання двигуна насосу. Обгрунтувано доцільність застосування системи тиристорний регулятор напруги - асинхронний двигун (ТРН - АД), що дозволяє здійснити почерговий пуск приводів і регулювання швидкості двигуна в допустимих межах. Досліджено струмове завантаження АД за умов живлення через ТРН для визначення ділянок роботи двигуна без перегріву. Запропоновано двопараметричний метод регулювання продуктивності насоса з метою виключення перегріву двигуна. Розроблено принцип побудови систем автоматичного регулювання параметрів НУ без використання технологічних датчиків тиску та витрати, що дозволяють визначати технологічні параметри за параметрами споживання електроенергії насосних агрегатів і апроксимованими характеристиками турбомеханізмів. Наведено метод техніко-економічної оцінки ефективності застосування системи ТРН - АД у НУ групового характеру з урахуванням втрат потужності в двигуні та перетворювальних пристроях.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі та методи оптимального оперативного керування режимами роботи насосних станцій (НС) у разі випадкового характеру об'єкту керування та його зовнішнього середовища, застосування яких дозволить зменшити фактичні енерговитрати на функціонування НС і збільшити ефективність функціонування останньої. Запропоновано оптимальний, з точки зору енерговитрат, метод оперативного планування режимів роботи НС з резервуарами, що враховує фазові обмеження на змінні стану та вектор керуючих впливів. Розглянуто його адаптації для різноманітних структур НС і засобів керування подачею насосних агрегатів.

  Скачати повний текст

Вивчено технічний стан гідравлічних опор водоводів діаметром 1200 - 1600 мм за результатом експлуатації тривалістю майже 40 років. Запропоновано ряд емпіричних формул, що дозволяють здійснювати розрахунки та оцінювати необхідність проведення реновації водоводів. У процесі конструювання емпіричних залежностей, що визначають середньодобове водоспоживання, окрім загальноприйнятого параметра - чисельності населення міста та потреб підприємств, враховано вплив температури та вологості повітря, пружності водяної пари, сонячної радіації, ореолів забруднення та інших параметрів. Використання даних формул дає можливість визначити водоспоживання, прогнозувати з урахуванням гіпотетичного змінення клімату. Описано метод визначення диктуючої точки мережі. Запропоновано та здійснено ідею двоконтурного автоматичного управління системою подачі та розподілу води, що дозволяє стабілізувати напір у диктуючій точці системи. Наведено методи оцінки відмов елементів водомережі, адресного вибору зношених ділянок мережі для реновації, оцінки стану сантехобладнання в житловому фонді міста.

  Скачати повний текст