Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Сапрыкин Г.С. Исследование операций в энергетических расчетах учеб. пособие для слушателей фак. повышения квалификации преподавателей теплотехн. каф., аспирантов и студентов специальности 0305

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

23.10.2023

Размер:

5.03 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 132 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

сти	С с большим числом искомых параметров)			независимо от сте
пени сложности могут			быть использованы численные методы.
	Седьмая стадия -		внедреные-является окончательной провер -
к о !	всего	процесса исследования.
	8 I о	р о й особенностью ИСО является		использование комп
лексных коллективов,			что особенно характерно при		у п р а в -
л е	в и н -	онстемой,	т .е . при воздействии	на неё	для достиже

ния определенной цели. Хотя приведенные стадии решения задач ИСО рассматривается в отдельности, их выполнение происходит во взаимосвязи и взаимодействии групп, выполнявших отдельные час

ти работы : специалистов в той области, в которой проводится исследование^ математиков, организаторов производства и т .д .

При рассмотрении слоеных задач это становится необходимым , так как каждый из представителей какой-либо одной научной дис циплины может предложить свои способы, например, улучшения

производства. Инженер, возможно, будет стремиться это сделать за счет улучшения самого технологического оборудования , спе

циалист - кадровик за счет подбора кадров				С в худшем случае
- подбором "гениальных" руководителей ) ;				организатор пройд -
водства - путем совершенствования методов				управления и т .д .
Необходимость в комплексных коллективах,				таким образом, вызы
вается еще одной особенностью		задач ИСО -		системным подходом
к их решению.
§ 1	- 2 . Системы.	Системный	подход в ИСО
Необходимость	системного подхода к		проблеме оптимального

управления диктуется как практическим опытом, так и достиже - ниями наук( получившими развитие в последнее время, в частности ИСО.

Прослеживая развитие энергохозяйства, можно условно выде лить три ступени развития. В начале нынешнего столетия энер - гетика сталкивалась с техническими проблемами производства ,

распределения и потребления энергии. Рассматривались техниче ские основы использования различных энергоносителей: воды ,

угля, нефти, газа и др. Такое состояние наблюдалось примерно до двадцатых годов.

Затем цели исследований сместились. Основным вопросом стал вопрос затрат при производстве электроэнергии, так как техни ческая сторона его была достаточно изучена.

Третья ступень, начало которой можно условно отнеста к пяти десятым годам, характерна привлечением новых видов энергетических

ресурсов '• нефти, газа , ядерного горючего; резкой концентрацией ' производства электроэнергии и централизацией её распределения;

широкой взаимозаменяемостью различных видов энергии и энергоно сителей. Образование потоков энергии, взаимосвязь и взаимозаме няемость теплоносителей сделали невозможным получение оптимально

го решения, рассматривая только отдельные части энергетического хозяйства, например, только угольную промышленность, только атом ную энергетику и т .д . Это можно сделать при рассмотрении всего комплекса технических и экономических связей между отдельными частями" энергохозяйства на воех стадиях производства, распреде

ления и потребления, энергии.	Сложность таких взаимосвязей	вид
на, например, из ри с.1 -2 , где	приведена схема выработки энергии
и ей распределения в электрической системе.
Диалектичеокий подход, требующий рассмотрения явлений в		един

стве их развития, взаимосвязанности и целостности, получил назва


ние с и с т е м н о г о					или	т е о р и и	б о л ь ш и х с и
с т е м	[ Ю ] .		Такой	подход естественен			н необходим, так как ,		по
словам академика			Н.Н.	Семенова,: "природа				и не подозревает	,
как люди делят		её между научными институтами						и продолжает суще
ствовать	сама	по	себе,	будучи единой " .
Под	с и с т е м о й				в	кибернетике	понимается любой комп

лекс взаимосвязанных и динамически взаимодействующих элементов. По определению, данному в [7 ] , системой называется организо -

ванное сложное целое ; совокупность или комбинация предметов или частей, образующих комплексное единое целое.

Системы разделяются	на и о к	у о с т в е н н ы е ,	создан
ные трудом человека, и	е с т е с т	в е н н ы е ("живые"	и "не

живые"). В энергетике наиболее полно представлены системы, по - падающие под понятие больших искусственных систем.

За определение большой искусственной системы примем приве - денное в [ п ] : реально непрерывно развивающаяся и иерархиче ски построенная система единства " человек-ыашина-окружающая среда " с общей целью управления, ; она имеет большую размер* -

ность сложного комплекса взаимодействующих элементов.., внутрен них и внешних материальных и информационных связей ; этот разби вающийся комплекс не может быть в целом точно количественно охарактеризован и образует особое соединение, придающее всей си стеме новое качество.

Рис. 1 -2 . Блок-схеыа выработки электроэнергии

и ее распределения

Наличие звена " человек	" ,	непрерывность развития системы
( и всегда незаконченность	!)	определяют невозможность точных ко

личественных характеристик больших систем. Чисто математические

методы в таких условиях могут быть непригодны. Процесс развития систем все время сопровождается вмешательством человека, кото рый меняет его ход, критерии оценки и т .п . Для исследования си стем делаются попытки построения программ обоснования решений ,

где		в качестве образца берутся решения людей и коллективов [1 2 ],
а	в	[ 20 ] подчеркивается	необходимость даже в специальном "исчис
лении самоорганизующихся			систем " .
		Самоорганизация является одним из признаков большой системы
и	заключается в самоприспособляемостн к изменению внешних усло

вий. В искусственных системах уровень самоорганизации обуслов - лен деятельностью человека.

Следующим свойством большой системы является её сложная иерархическая структура. Причем качество функционирования каж -

дой системы оценивается с точки зрения системы более высокого ранга [ ю ] . Логически строго в процессе оценок эффективности функционирования системы нельзя остановиться. Например, эффек тивность работы электростанции оценивается с точки зрения

энергосистемы, далее энергосистема - отрасль, затем - государст во , Европа, весь мир . . . и т .д . Но эта цепочка произвольно пре рывается С и нет обоснований такого разрыва), потому что персо нал электростанции, слишком чувствующий свою ответственность перед человечеством в целом, и не занимающийся прозаической

чисткой конденсаторов и т . п . , может сделать ее		самой плохой
11 во всей Вселенной ”.
Так как исчерпывающего определения	большой	системы	дать
нельзя, то воспользовавшись аксиомами,	рассмотренными в		J l l j ,
можно под системой понимать структуру,	для которой :

1 . Определено пространство возможных состояний и параметри-

ческоёГпространство, в которых задано				поведение системы	;
2.	Множество состояний - счетное			;
3 . Справедливо свойство функциональной целостности (эыерд-
жентности		) .
4 .	Есть возможность взаимодействия с внешней средой.
Все	системы можно разделить,		как в термодинамике, на		два
класса	-	замкнутые, изолированные	от окружающей среды,и		откры

тые, взаимодействующие с окружающей средой. Большие системы по аксиоме 4 - системы открытые.

	Проявления, свойства и вся целиком проблема функциональной
целостности занимали не одно поколение людей.								. "Не
редко думают, что изучив какой-то один объект,							знают уне все		о
двух точно таких ate объектах, так к а к о в а "						-	это "один и один " .
При этой, однако, забывают, что необходимо исследовать								еще и то,
что	скрывается за этим "и ", т .е . организацию [ l 3 ] . И ,еще "Мы								с
вами, читатель, имеем как химическое сырье; откровенно говоря,
копеечную ценность - именно такова			суммарная стоимость наших
компонентов . Но ни один из нас не			согласится				с тем, что наша
ценность как личности не больше гривенника. Точно так же мы									не
считаем себя насосом, качающим кровь или устройствами для синте
за, белка. Нам удается использовать			общие ресурсы так, чтобы до
биться		более внушительных результатов		[ 2 1 ]		" .	Аксиома	3 подчер- *■
кивает		наличие связей , при которых	свойства			целого не сводятся
к суммарнш свойствам частей. Аксиомами					I	и 2	определяются дина-
ыические свойства систем,
	В	то хе время большие системы в	энергетике				имеют специфиче
ские свойства, отличающие их от больших систем любого другого
вида.		Эти особенности следующие [ п ]		;
	Г. В энергетической системе производится продукция (энергоноси
тели	и топливо) . . используемая во всех				без исключения			процес
сах	человеческой деятельности,
	2 . Развитие,, с одной оторокы, под действием объективных зако
нов, а		с другой - под влиянием случайных объективных и субъектив
ных факторов*
	3 ,	Активность внешних связей с народным хозяйством и научно-
техническим прогрессом.
	4 .	Существенность внутренних связей			и з-за		взаимозаменяемости
отдельных видов ресурсов и энергоносителей ; материальность этих
овязей, как электроводных,так и трубопроводных.
	5 ,	Особая сложность иерархической структуры и территориальная
глобальность - перерастание энергосистем в						единую энергосистему
страны и групп стран ;
	6 ,	Непрерывность развития и з-за	невозможности складирования

продукции, что определяет неразрывную связь производства, распре

деления и потребления продукции (электроэнергии,	пара, горячей
воды, искусственных газов, сжатого воздуха и п р .).
7 . Дискретность развития отдельных элементов	и связей си
стем и з-за стандартных типоразмеров оборудования	к дискретности
технико-экономических показателей.

Производство, транспорт и потребление энергии неразрывно свя заны между собой, что предопределяет необходимость обеспечения высокой устойчивости функционирования всех звеньев этой системы. Например, в системе газоснабжения эта устойчивость поддерживает ся за счет ее регулирования путем накопления■сезонных запасов и многолетних резервов топлива. Таким образом, изучение больших систем в энергетике связано с проблемой преодоления сезонности в топливно-энергетической промышленности и с задачей создания' оптимальной системы запасов и рзвервов топлива. В последние го ды этим вопросам уделяется все большее внимание.

Методы изучения больших систем в энергетике, классификация, управление системами подробно рассмотрены в £ I I J . Там же праве** дена подробная библиография по этим вопросам.

П. ПОДЕЛИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

В слоеных снстеиах.поведение одной часта влияет на все осталь ные и на систему в целой. Одна из задач ИСО - изучить эти взаиыодействня ; учесть по возможности все известные факторы, устано - вить между ниш связи и оценить их совокупное действие на систе му. С этой целью строится модель явления, процесса, функционирова ния системы, которая дает возможность использовать количественные методы исследования. Модель является средством отображения реаль ной действительности. Но каждая модель, поскольку она является линь моделью, содержит только существенное и характерное для моде лируемых процессов,операций, в то время как в реальной действи - телыюстж они намного богаче, поскольку включают в себя и такие особенные и единичные элементы иля моменты, которые не ыогут быть предусмотрены никакой моделью. Если модель содержит все злемепты, свойства моделируемого предмета, она перестает быть моделью.Если же модель не содержит никаких существенных, характерных призна - ков предмета,она опять перестает быть моделью. Любая модель явля


ется результатом человеческой		мысли, а моделирование -		одним из
способов позыания окружающего мира. М о д е л ь -			о с о б о		г о
р о д а п р е д м е т	и с с л е д о в а н и я ,		п о с т р о е н
н ы й и з э л е м е н т о в		С м а т е р и а л ь н ы х		и л и
в о о б р а ж а е м ы х ) ,	н а х о д я щ и х с я в о п р е д е
л е н н о м . с о о т в е т с т в и и с с а м и м			п о з н а
в а е м ы м о б ъ е к т о м .		Любая модель, даже когда		она	под

тверждена экспериментом, не может дать полной истины об обьек -

тивно-реальной действительности. Отсюда важность сочетания С и проверки) моделей о практикой. Только практика может подтвердить,

что переменные, объясняющие явление, действительно нужные, ос - 16

новине и соотношения между ними определены правильно.

§ 2 -1 . Типы моделей

Различают три типа моделей [ б , 7 ] : изобразительные ("порт - ретние"), аналоговые и символические (математические). В отечест венной литературе изобразительные модели чаще всего называется физическими.

Изобразительные модели являются моделями геометрического по добия, свойства, оригинала в которых представлены самими этими

свойствами, только в ином масштабе, Примерами таких моделей едуаат чертежи* карты, фотографии. '* Портретной " моделью реальных ■ условий полета самолета является испытание его натурной модели

в аэродинамической трубе. Недостатком физических моделей являет

ся	то,	что измерения на них приходится проводить в таком же объе
ме,	что	и на объекте моделирования. Средства измерений и методи

ка проведения опыта неизбежно вносят погрешности, могущие нска - зи-ть окончательные выводы. Изменение масштаба, кроме того, мо - жет вызвать появление у модели таких свойств , которых не? у оригинала. Таким образом, модели этого вида при хорошей описа - тельной способности, однозначности, не пригодны к манипулирова


нию в	экспериментальных целях.			Области их применения - проектиро
вание,	сборка и монтаж.					~	•
В аналоговых моделях одни свойства служат для отображения со
вершенно других свойств. Например,					горизонтали		на карте являют
ся аналогами высоты над уровнем моря						; гидравлическую систему
можно использовать как аналог				потоков		грузов в	транспортных	си
стемах [ » ]		, аналог	электрических		систем ; гндроинтегратор			-
как модель		процессов	теплопередачи		и	т .д . Графики представляют

собой аналоги, в которых геометрические характеристики отобража ют самые разнообразные по своей физической природе величины . Аналоговые модели обладают хорошей описательной способностью ■, однозначны по языку, пригодны к манипулированию ( с ними проще • оперировать, чем с изобразительными моделями). Область примене ния - выражение простых, часто встречающихся зависимостей между несколькими переменными, описание объектов, функционирующих по одинаковым законам, но имеющих разную физическую природу.

Изобразительные и аналоговые модели применяются как первое,

приближенное описание реального объекта, которое уточняется в дальнейшем в математической модели. Такие модели часто имеют вид

Гос. п научно-,-'

О £)

в хо д	в е н у .	"I	выход	вен г.
		процесо
т	*		»м
т	*
	Й I.	сопоставь1 §
□	gt 1	fW	I »	реристФ-
□	е,	а - -	*	реристФ-
		' Г		прибор'-

Р и с.2 -1 . Возможные схемы управления а) ручное управление; а ') ручное управление с механизацией цепи обрат

ной связи ; б) автоматическое регулиро вание с введением автоматического ре гулятора; в ) автоматическое регулирова

ние с централизованного пункта управле ния

Р и с.2 -2 . Возможные схемы управления с ЭВМ г) автоматическое управление с ЭВМ для обработки и слежения га данными; д) непо средственное управление; д ) программное

управление ; е) оптимальное управление

<<< < Предыдущая 12 / 132 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ