Теоретические основы, модели и методы управления развитием и функционированием интеллектуальных трубопроводных систем энергетики

В настоящем отчете представлены результаты исследований по анализу ситуации и разработке методов и моделей для решения задач управления развитием и функционированием теплоснабжающих систем на интеллектуальной основе. Процесс перехода к новому технологическому укладу, связанный с интеллектуализацией и вовлечением в энергетическую сферу возобновляемых источников энергии формирует уникальные вызовы и требования к технической политике инновационного преобразования ТПС, научно-методическому обеспечению задач повышения общего уровня их надежности, качества, эффективности, энерго- и ресурсосбережения. Новым для исследования становится сам энергетический объект, его свойства и реализуемые на практике функциональные особенности и возможности. Это обусловливает необходимость применения новых цифровых и интеллектуальных технологий анализа и принятия решений при развитии и управлении ТПС, с одной стороны, и разработки нового научно-методического и вычислительного инструментария, ориентированного на использование уникальных возможностей современной вычислительной техники, информационных и телекоммуникационных технологий, с другой стороны. Особое значение при этом приобретает междисциплинарный характер теоретических и прикладных исследований, – как для комплексного использования современных достижений в разных областях научных знаний (математике, технике, информатике, экономике, физике, энергетике и др.), так и для эффективного освоения и широкого применения полученных результатов для ТПС в различных отраслях промышленности и социальной сферы. В отчете анализируется современное состояние, тенденции и актуальность проблем цифровизации и интеллектуализации ТПС энергетики, излагаются разработанные методы анализа и синтеза их идентифицируемости, математического моделирования режимов функционирования ТПС с учетом новых свойств оборудования, оптимизации решений по реконструкции и развитию интеллектуальных ТПС с учетом надежности, управляемости, рационального распределения нагрузок между энергоисточниками и экологических требований. Универсальными для этих целей могут быть предложенные методические положения и математический аппарат и инструментарий, построенные на иерархических принципах и подходах. Новым классом энергетических объектов, рассматриваемым в проекте, являются интеллектуальные интегрированные энергетические системы (ИИЭС), объединяющие в своем составе системы электро-, тепло-, топливо-, холодоснабжения. Предлагаются технологические и методические принципы их построения, разрабатываются методология создания и управления ИИЭС и механизмы взаимодействия их подсистем на основе мультиагентных подходов, термодинамико-цепных моделей и современных методов имитационного моделирования. Многие предложенные разработки прошли апробацию на реальных теплоснабжающих системах и показали хорошую эффективность по работоспособности и получаемым результатам. Они могут быть полезны для подготовки и принятия решений при управлении развитием интеллектуальных теплоснабжающих и других трубопроводных систем в условиях энергоперехода.