基于大系统控制论的天然气产销协调控制研究

【摘要】：天然气作为一种能源战略物资,对我国经济和社会发展的影响越来越明显。而随着天然气市场需求的日益膨胀,天然气供需矛盾已经阻碍了相关行业及国民经济的发展。本文对川渝地区天然气的生产与消费状况及当前面临的供需缺口问题进行了详细的分析,并运用大系统控制论及系统工程相关理论,结合天然气产销业务链的现状,提出了天然气产销协调控制系统模型。该系统分为生产子系统和消费子系统两大子系统,构建两个子系统协调级模型分别协调控制生产系统和消费系统,使子系统运行指标达到最优状态。并在此基础上,设置最高级总协调级模型,来协调天然气生产与消费市场,使得天燃气行业整体处于优化运行状态并缓解天然气缺口问题。 同时,本文对模型进行了修正,提出了一类天然气产销动态大系统协调控制模型。设置参数辨识和自适应算法,提高了模型的简便性和动态性,更符合天然气市场的实际状况。最后,依据相关历史数据对模型进行验证,结果显示天然气产销缺口出现明显减小,得到了良好的协调效果。得出了要解决天然气供需缺口问题要实施及时的双向协调控制手段,一方面生产单位提高产能,另一方面,加强对消费市场的天然气资源配置调控。本研究对决策者具有参考价值和一定的实用价值。 【关键词】：天然气 协调控制 大系统 动态 自适应
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：F274;F426.22
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 选题依据8-13
• 1.1.1 天然气资源对国民经济的重要性9-10
• 1.1.2 解决天然气产消失衡问题的紧迫性10-13
• 1.1.3 缓解供需矛盾问题的思路总结13
• 1.2 国内外技术发展现状和趋势13-15
• 1.2.1 国外技术发展现状和趋势13-14
• 1.2.2 国内技术发展现状和趋势14-15
• 1.3 研究内容意义及方案15-17
• 1.3.1 天然气产销现状及缺口问题概述15-16
• 1.3.2 天然气协调控制研究的重要性16-17
• 1.3.3 研究方法、创新及思路17
• 1.4 当前存在的主要问题17-18
• 1.5 研究方案及技术路线18-20
• 第2章 相关理论综述及天然气大系统分析20-32
• 2.1 相关理论简介20-23
• 2.1.1 大系统控制论20
• 2.1.2 广义模型化方法20-21
• 2.1.3 系统工程与运筹学基础理论21-22
• 2.1.4 大系统分析的任务22-23
• 2.2 川渝地区天然气气生产与销售现状分析23-27
• 2.2.1 川渝地区天然气开采业概况23-24
• 2.2.2 川渝地区天然气消费结构现状分析24
• 2.2.3 川渝地区天然气消费市场基本特征24-25
• 2.2.4 川渝地区天然气销售市场需求预测分析25-27
• 2.3 川渝地区天然气产销业务链分析及大系统构建27-32
• 2.3.1 川渝地区天然气产销业务链28-30
• 2.3.2 天然气产销大系统的提出30-32
• 第3章 天然气协调控制系统广义模型化32-49
• 3.1 天然气协调控制系统模型需求分析32-35
• 3.1.1 天然气产销协调控制系统分析方法33-34
• 3.1.2 天然气企业面临的产销协调控制问题分析34-35
• 3.1.3 构建天然气协调控制大系统模型的必要性分析35
• 3.2 天然气生产子系统概念模型化35-39
• 3.2.1 生产子系统二级子系统关联分析35-36
• 3.2.2 生产子系统影响因子关联分析36-37
• 3.2.3 生产子系统数学模型建立37-39
• 3.3 川渝地区天然气销售子系统模型化39-47
• 3.3.1 消费子系统影响因素分析40-43
• 3.3.2 消费子系统影响因子及关联分析43-44
• 3.3.3 销售子系统数学模型建立44-47
• 3.4 天然气协调控制系统模型化47-49
• 3.4.1 协调控制系统关系模型建立47
• 3.4.2 协调控制系统数学模型建立47-49
• 第4章 天然气产销动态大系统协调控制模型49-57
• 4.1 天然气产销大系统协调发展的多级递阶结构49-50
• 4.2 天然气产销大系统控制模型50-54
• 4.2.1 子系统状态方程模型50-51
• 4.2.2 协调控制系统的状态方程51-52
• 4.2.3 动态协调控制大系统模型结构的确定52-53
• 4.2.4 模型结构形式的简化53-54
• 4.3 天然气产销大系统自适应协调控制54-57
• 4.3.1 时变参数的估计与预测54-55
• 4.3.2 状态变量的自适应预测55
• 4.3.3 自适应协调控制算法55-56
• 4.3.4 小结56-57
• 第5章 控制模型的应用及评价57-66
• 5.1 天然气产销动态大系统协调控制模型应用57-58
• 5.1.1 以西南油气田分公司为例57-58
• 5.1.2 要解决的主要问题58
• 5.2 控制模型在本案例中的应用58-64
• 5.2.1 状态方程模型调整及化简59-60
• 5.2.2 模型求解及优化60-61
• 5.2.3 案例结论分析61-64
• 5.2.4 决策分析64
• 5.3 控制模型评价64-66
• 第6章 总结及展望66-68
• 6.1 总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果73

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