Влияние фактора системной надежности на решения при планировании развития и реконструкции объектов системы газоснабжения Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК [622.691.4.07::519.711]::004.94

Влияние фактора системной надежности на решения при планировании развития и реконструкции объектов системы газоснабжения

М.Г. Сухарев1, Е.Р. Ставровский1, В.С. Шелекета2*

1 РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Российская Федерация, 119991, Москва, Ленинский пр-т, д. 65, к. 1

2 АО «Газпром промгаз», Российская Федерация, 117420, Москва, ул. Наметкина, д. 6 * E-mail: [email protected]

Ключевые слова: Тезисы. Мероприятия по повышению надежности транспорта газа предусматривались ранее проект-газоснабжение, ной документацией всех основных газопроводов, начиная со строительства газопровода Уренгой -

системная Помары - Ужгород (начало 1980-х гг.). Среди этих мероприятий были решения, которые сейчас

надежность, отнесли бы к сфере системной надежности. Во многом благодаря им обеспечивалась надежность

показатели функционирования Единой системы газоснабжения за прошедшие с того времени десятилетия.

надежности, Чтобы решить, целесообразно ли реализовывать мероприятия по повышению системной на-

магистральный дежности, надо знать, как распределены аварийные дефициты (мгновенные и накопленные) пода-

транспорт газа, чи газа потребителям. Для вычисления соответствующих функций распределения необходимо рас-

планирование считать, во-первых, вероятности всех возможных состояний рассматриваемой газотранспортной

развития системы и, во-вторых, газопотоки в каждом из этих состояний. В целях однозначного решения вто-

и реконструкции, рой задачи задают правило, согласно которому ограничивается подача газа потребителям в усло-программный виях дефицита.

комплекс. На основе полученных рядов распределения вероятностей строятся гистограммы коэффици-

ента загрузки и текущего резерва мощности магистралей. Дополнительными характеристиками надежности служат такие показатели, как вероятность покрытия нагрузки, интегральная вероятность полного удовлетворения спроса потребителя за заданный период времени, средний недоотпуск газа, коэффициент обеспеченности и гамма-процентная обеспеченность потребителя газом.

Модель расчета показателей системной надежности реализована в программно-вычислительном комплексе СИНАГС. Он предназначен, в частности, для выбора технических решений по обеспечению системной надежности проектируемых магистральных газопроводов. Поскольку критерий, по которому принимается решение о выборе того или иного из сопоставляемых вариантов, неизбежно будет носить вероятностный характер, для ответа на вопросы, является ли уровень надежности газоснабжения потребителей приемлемым и достаточны ли системные резервы, целесообразно проводить экспертизу с привлечением для ее подготовки и обработки данных методов экспертного логического анализа.

Стандарт ПАО «Газпром», нормирующий обеспечение системной надежности (СН) транспорта газа1, введен в действие в 2011 г. Однако проблемы СН до сих пор не утратили актуальности. Во-первых, само понятие нуждается в объяснении и комментариях, доступных не только узким специалистам. Во-вторых, по сути дела, СТО Газпром 2-2.1-512-2010, несмотря на значительный период времени, прошедший после его утверждения, не вошел в практику проектных организаций. Широко известен афоризм: строгость российских законов смягчается необязательностью их исполнения. Оказывается, то же высказывание можно применить и к нормативной документации в системе Группы Газпром, вопреки действующему принципу обязательности выполнения требований стандартов ПАО «Газпром» всеми его структурными подразделениями, дочерними обществами и организациями, если иное не установлено в конкретном стандарте2.

Фактически требования СН учитывались при составлении проектов новых газопроводов в период наиболее интенсивного развития газовой отрасли в Советском

1 СТО Газпром 2-2.1-512-2010. Обеспечение системной надежности транспорта газа и стабильности поставок газа потребителям. - М.: Газпром экспо, 2011. - 88 с.

2 СТО Газпром 1.0-2009. Система стандартизации ОАО «Газпром». Основные положения.

Союзе в конце 70-х и в 80-х гг. прошлого века. В проектной документации всех основных газопроводов, начиная с газопровода Уренгой -Помары - Ужгород, присутствовал том, предусматривающий мероприятия по повышению надежности транспорта газа. Среди них были решения, которые сейчас отнесли бы к сфере СН. И это явилось одной из причин надежного функционирования Единой системы газоснабжения (ЕСГ) за прошедшие с того времени десятилетия: более чем за 30 лет не произошло ни одной системной аварии, последствия которой привели бы к нарушению энергетической безопасности государства. Вероятно, это успокоило специалистов и ослабило интерес к рассматриваемым проблемам.

Но главная причина невостребованности СТО Газпром 2-2.1-512-2010 - падение научно-технического уровня специалистов, вызванное, в частности, длительным периодом резкого снижения активности трубопроводного строительства в 1990-е гг., и размыванием в этой связи кадрового состава опытных проектировщиков высокой квалификации. Не последнюю роль сыграло и сложившееся в «Газпроме» прохладное отношение к научным исследованиям и нежелание прислушиваться к мнению специалистов, пытающихся с упреждением на срок жизненного цикла проектируемых и реконструируемых объектов ЕСГ предугадать последствия принимаемых ныне решений.

В соответствии с п. 3.2.25 СТО Газпром 2-2.1-512-2010 «системная надежность - это надежность системы как сложного технического или производственного объекта» ([1], см. п. 2.16). Понятие системной надежности включает балансовую и режимную составляющие. Так, балансовая надежность, или готовность, есть «свойство объекта удовлетворять требованиям потребителей в пределах заданных значений и ограничений на поставки энергоресурса с учетом запланированных и незапланированных перерывов в работе его элементов и эксплуатационных ограничений» ([1], см. п. 2.6). В свою очередь, режимной надежностью называется «свойство объекта сохранять заданные режимы функционирования при изменении условий, отказах элементов и внезапных возмущениях» ([1], см. п. 2.12). Готовность связана с годовым циклом функционирования в текущий период и на перспективу, а режимная надежность - с оперативным управлением. Далее показаны несколько

примерных технологических ситуаций, в которых обоснованное решение невозможно принять без использования понятийного аппарата теории системной надежности.

Пример 1. Усиление режимно-технологи-ческого взаимодействия между двумя южными технологическими коридорами газоснабжения Московского региона путем сооружения газопроводов-перемычек. Намечено расположение двух перемычек и сопоставляются четыре варианта решения: 1) сохранение статус-кво (перемычек не нужно); 2) сооружается первая перемычка; 3) сооружается вторая перемычка; 4) сооружаются обе перемычки. При сопоставлении необходимо исследовать распределение потоков по системе во всех возможных технологических ситуациях. Ситуация определяется: требуемыми объемами потребления, техническим состоянием объектов системы (ремонтируемые участки, работоспособные газоперекачивающие агрегаты на компрессорных станциях), возможными поставками газа на входах рассматриваемой системы и т. д. Очевидно, что количество ситуаций может быть очень велико и для их перебора придется прибегать к компьютерным вычислениям по специальной программе.

Пример 2. Выбор параметров комплекса для производства и хранения сжиженного природного газа (СПГ) в целях обеспечения надежного газоснабжения Петербурга. Комплекс, в случае его реализации, окажет весьма существенное влияние на среднесрочное и оперативное управление системой газоснабжения Северо-Запада России. Для выбора параметров, определяющих мощность комплекса, -максимального суточного производства СПГ, объема хранилища и др. - необходимо рассмотреть режимы системы транспорта и распределения природного газа Ленинградского промышленного узла, учитывая выход из строя крупных объектов этой системы, а также динамику перспективного спроса в регионе, в частности при экстремальных понижениях температуры в зимний период.

Пример 3. Решение о консервации и ликвидации объектов системы магистрального транспорта при уменьшении ее загрузки. Эта проблема актуальна для ЕСГ в связи с падением дебитов месторождений Надым-Пур-Тазовского района и вводом в эксплуатацию нового центра добычи на п-ове Ямал. Очевидно, что в данном случае наряду с магистральными

газопроводами следует рассматривать систему добычи газа, принимая во внимание возможность открытия новых месторождений, а также перспективы экспортных поставок и динамику спроса на газ внутренних потребителей.

В двух последних примерах так же, как и в первом, исходные данные нельзя определить достоверно и следует прибегать к вероятностным постановкам или другим моделям, учитывающим неопределенность информации.

Основные принципы расчета системной надежности

Основное назначение ЕСГ - удовлетворение спроса потребителей, покрытие расчетной нагрузки в узлах системы. Спрос изменяется по сезонам года под воздействием случайных погодных факторов, что особенно важно в зимний период. Мероприятия по повышению СН направлены на повышение надежности покрытия спроса. Для того чтобы оценить целесообразность мероприятий такого рода, нужно выполнить следующие требования:

1) ввести меру (критерий) удовлетворения спроса;

2) предложить методы вычисления этого критерия;

3) договориться о том, что такое хорошо и что такое плохо, т.е. определить, какие значения критерия можно считать приемлемыми, а какие нет.

Определение показателей надежности снабжения потребителей (см. требование 1). Обозначим через I совокупность всех потребителей системы. Подача газа х, потребителю , (, е I) из-за аварийных дефицитов является случайной величиной (с.в.). Она описывается функцией распределения Е,(у) = Р{х, < у}. Однако одной только функции Е,( у) недостаточно для того, чтобы охарактеризовать надежность снабжения потребителя ,, целесообразно наряду с х, еще ввести с.в. х(Т) - накопленный дефицит за период Т. Функцию распределения х (Т) обозначим через Ф,(х, Т). Накопленный дефицит целесообразно рассчитывать за зимний период и за год. В качестве расчетных периодов могут рассматриваться также месяц, квартал и др.

Величины х, и х(Т) всегда можно считать дискретными, а распределение каждой из них задавать рядом распределения - совокупностью возможных значений и соответствующих

им вероятностей. Это удобно еще и потому, что фактически распределения Е,(у) и Ф,(х, Т) определяются расчетным путем с применением программных комплексов. В расчетах учитываются все возможные аварийные режимы (потоки газа в системе при различных авариях на газопроводах), оказывающие влияние на результат.

Ряд для значений х, подачи газа ,-му потребителю имеет вид:

Р ^ = X } = р = 0,1,..., (1)

причем 5 = 0 соответствует номинальному режиму, т.е. подача газа в единицу времени -му потребителю при работоспособном состоянии всех элементов системы равна х = х 0. Состояния 5 = 1, ..., соответствуют уровням х 5 подачи газа в аварийных режимах, а объем дефицита в единицу времени при 5-й аварийной ситуации равен Д/ = д/ - х,5, где д, - требуемый объем поставок (спрос потребителя ).

Ряд распределения для х (Т) имеет вид:

Р{х,к < х1 (Т) < х*+1} = пк, к = 0,1,..., К-1, (2)

где п/ - вероятность того, что накопленный за расчетный период Т суммарный дефицит поставки газа -му потребителю находится в полуинтервале [х/, х/+'). Здесь х 0 = 0 < х,1 < х 2 < ... < х К-1 < х,К. Интервал [0, х 1) отвечает нулевому (пренебрежимо малому) накопленному дефициту. Величина п/ указывает на вероятность того, что суммарная недопода-ча газа в результате аварий за время Т составляет величину х (Т), заключенную в пределах хк < х (Т) < х,ш.

Распределения (1), (2) позволяют вычислить следующие показатели надежности снабжения потребителей:

вероятность покрытия нагрузки (К) - вероятность того, что в произвольный момент времени спрос потребителя будет удовлетворен:

К = Р{х,. = д,.} Р5, (3)

5е51 0

где 5Ю - множество режимов, при которых спрос -го потребителя удовлетворяется полностью (Д 5 = д - х = 0);

интегральную вероятность полного удовлетворения спроса,-го потребителя за заданный период времени п0(Т);

средний недоотпуск газа - математическое ожидание количества газа, недоотпущенного потребителю за заданный период времени:

I ^ (Т Р

I +1

+ 2,

2

(4)

коэффициент обеспеченности 1-го потребителя газом (К,х) - отношение математического ожидания количества газа, отпущенного потребителю за заданный период времени, к требуемому его количеству за заданный период времени:

1 К~Х 7к + 7к+1

-1Т I *к (Т)^—27—; (5)

Ч,Т к=0 2

гамма-процентную обеспеченность 1-го потребителя энергоресурсом (газом), т.е. у-квантиль распределения с.в. величины х:

< ^ } = у.

(6)

Надежность газоснабжения территории -района, региона, зоны ответственности газотранспортной организации - характеризуется следующими показателями:

• ожидаемой величиной недопоставленного энергоресурса (газа), т.е. суммарной недопоставкой по всем потребителям территории за заданный период времени (см. ф. (4));

• вероятностью ограничения потребления вследствие ограничения поставок (в результате отказа) энергоресурса (газа) потребителям территории;

• средней частотой отключения и/или ограничения потребителей системы, т.е. отношением математического ожидания суммарного числа отключений и/или ограничений потребителей в год к числу обслуживаемых потребителей в системе.

Методы расчета показателей надежности снабжения потребителей (см. ранее требование 2, с. 6). Для расчета показателей надежности снабжения потребителей должны быть учтены все возможные состояния системы газоснабжения. Состояние системы определяется

состоянием всех ее объектов. Каждое состояние характеризуется вероятностью пребывания в нем системы и распределением потоков . Таким образом, модель должна включать две составляющие: расчет вероятности состояний и расчет потокораспределения в этих состояниях. Вероятностная модель процесса смены состояний системы подробно описана в справочнике [2]. Рассматриваются системы сетевой структуры, каждый объект V (V е V, где V - множество объектов системы) системы может быть представлен дугой графа. Состояние объекта V как функция времени t представляет собой случайный процесс ю„(0: д„(ю„(0) - значение производственной мощности (пропускной способности); х„(ю(0) - фактический расход газа; ^(о^О) = - Xv(ra(t)) - текущий резерв производственной мощности объекта. Здесь ю(Г) = ||ю„ (0|| - вектор состояния системы, т.е. совокупность процессов ю„(0, V е V Учтено, что производственная мощность объекта определяется его состоянием, а фактическая подача - состоянием всей системы. Потокораспределение = |(ю(0|| отыскивается известными методами [2]: для однозначного определения х(0 задается правило распределения газа в условиях дефицита. Мощность объекта V описывается распределением, показанным в табл. 1.

Главным результатом расчета СН являются ряды распределений вероятностей различных режимов (схем потоков), т.е. распределений производительности (фактического расхода) для каждого объекта V (V е V) (табл. 2).

Вектор-поток с номером 0 отвечает нормальному состоянию системы газоснабжения и задает штатный (плановый) режим ее работы. Данные в графе 0 содержат значения показателей работы объекта V в штатном режиме. Остальные режимы - нештатные. Они возникают при отказах объектов, приводящих к снижению их мощности, или при случайных отклонениях спроса потребителей от расчетного уровня. Данные табл. 2 позволяют построить гистограммы производительности,

К-1

к =0

Таблица 1

Ряд распределения мощности объекта V: ту - число состояний объекта V

Номер состояния объекта V (юО 0v IV mv

Стационарная вероятность нахождения объекта V в состоянии ю,, (рю ) Ро, Рк Рг, Рmv

Мощность объекта в состоянии ю„ (дю ) Чо, Чк «к

Таблица 2

Ряды распределения мощности, производительности, резерва мощности, коэффициента загрузки объекта V

Номер режима функционирования ЕСГ (5) 0 1 2 5

Вероятность режима 5 (р5) Р0 Р1 Р2 Р5

Средняя мощность объекта V в режиме 5 (д5) д5

Производительность (фактический расход) объекта V в режиме 5 (х5) х0 х2 х5

Текущий резерв мощности объекта V в режиме 5 (г5)

Коэффициент загрузки объекта V в режиме 5 = х^ / к0 к1 к2 к5

коэффициента загрузки и текущего резерва мощности (рис. 1), которые дают наглядное представление о возможных значениях этих параметров и существенно облегчают анализ загрузки мощностей каждого объекта.

Плановый коэффициент загрузки объекта V определяется штатным режимом и равен /0. Ожидаемый коэффициент загрузки объекта, вычисленный с учетом возможных состояний ю системы и потоков в этих состояниях, определяется как Kv = Mkv (ю) = ^ р5к*у, где М - сим-

5 = 0

вол математического ожидания. Среднее значе-

S

ниерезерва М/ (ю) = ^ р" / = М^ (ю) - х^ (ю)]

'=0

дает общее представление об использовании мощности объекта. Вместо показателя «средний резерв» можно пользоваться «эквивалентным временем простоя».

Все перечисленные показатели, рассчитанные по описанному ранее алгоритму для

дуг (т. е. линейных объектов ЕСГ), могут быть точно так же рассчитаны и для узлов (т. е. потребителей). Тогда данные табл. 2 интерпретируются следующим образом:

• «мощность» д5 объекта задает спрос потребителя V, который в пиковый и в отопительный периоды может рассматриваться как случайная величина, зависящая от погодных условий;

• х^ - объем поставки газа в единицу времени при реализации 5-го режима;

• «резерв мощности» г5 - объем возможных дополнительных поставок газа потребителю V в единицу времени при реализации 5-го режима (глубина дефицита).

Если в нормальном состоянии система обеспечивает расчетный спрос всех потребителей, что является обязательным условием проведения расчетов, то:

1) для всех потребителей г0 = 0, к,0 = 1;

2) среднее значение дефицита газа у потре-

ж

бителя Мг„ (ю) = ^ р5г5;

5 = 0

£ 0,26

о 0,24

« о 0,22

и т 0,20

0,18

0,16

0,14

0,12

0,10

0,08

0,06

0,04

0,02

0

I

1

0 1 2 4 6 7 8 9 11 14 15 16 17 18 19 21 22 25 35 36 40 42 100

Текущий резерв, % от номинальной мощности

Рис. 1. Гистограмма текущего резерва мощности объекта

3) вероятность наличия дефицита газа

у потребителя V составляет ^ р'о(гу"), где

'

о^) = 0, если г^ = 0, и с(г„0 = 1, если г/ > 0.

Из-за сезонного изменения требований к надежности снабжения потребителей расчеты показателей надежности газоснабжения рекомендуется проводить раздельно по следующим характерным периодам года: отопительному, пиковому (наивысшего спроса на газ) и летнему. Такой подход позволяет раздельно учесть различные факторы, влияющие на надежность газоснабжения потребителей:

• в пиковый период из-за его кратковременности вероятность отказов оборудования достаточно мала, поэтому основное внимание при оценке надежности следует уделять влиянию погодных факторов на спрос приоритетных потребителей (население, коммунально-бытовой сектор). Кроме того, в пиковый период допускаются временные отключения некоторых потребителей (согласно утверждаемым административными органами условиям на поставку газа) и форсированный отбор газа из подземных хранилищ (ПХГ);

• в отопительный период при отсутствии пикового потребления следует ориентироваться на средние статистические значения температуры воздуха и определять расчетный спрос в зависимости от этих значений, а в числе случайных факторов учитывать главным образом возможность возникновения временных дефицитов газа из-за отказов основного производственного оборудования на объектах системы. При крупных авариях допускается временное снижение (до определенной величины) поставок газа агрегированным потребителям согласно устанавливаемым ограничениям поставок некоторым потребителям газа;

• в летний период случайные колебания спроса в связи с погодными факторами не учитываются, основную роль при оценке надежности газоснабжения играют случайные отказы оборудования и временное снижение мощности объектов в связи с проведением профилактических ремонтов и обследований, а ПХГ (закачка газа) относятся к числу неприоритетных потребителей.

В результате расчетов получаются ряды распределения подачи газа потребителям (1) и накопленного дефицита газа у потребителей (2), а кроме того, ряды распределения накопленного отбора газа из ПХГ или суммарное

с начала отопительного сезона потребление резервного топлива из запасов (для потребителей с двойным топливным хозяйством). Ряды (1) позволяют оценить вероятность ограничения питания каждого потребителя из-за аварий в системе газоснабжения, а также глу -бину ограничения подачи газа каждому потребителю в единицу времени. На основании этих данных можно заключить, достаточно ли высока надежность снабжения газом конкретных потребителей, и выделить из них тех, для которых должны быть разработаны специальные меры по повышению надежности. Ряды (2) используются для оценки суммарной недопода-чи газа каждому потребителю за рассматриваемый период. Если нельзя пренебрегать вероятностью глубоких и продолжительных ограничений питания конкретного потребителя, то необходимо принять меры либо по повышению надежности его газоснабжения (за счет создания структурных или нагрузочных резервов в ЕСГ), либо по резервированию снабжения этого потребителя другими видами котельно-печного топлива.

Одним из основных методов обеспечения СН является использование ПХГ не только для регулирования сезонной неравномерности потребления, но и для демпфирования аварийных дефицитов и дефицитов при экстремальных похолоданиях. Разработанные модели позволяют оценить нагрузки на ПХГ (необходимые объемы и максимальные суточные деби-ты) для выполнения этих функций. Ту же роль снижения аварийных дефицитов могут выполнять установки сжижения и регазификации для сокращения аварийных дефицитов газа в период пиков потребления. Все эти объекты вводятся в расчетную сеть специальными конструкциями, а ряды распределения их производительности рассчитываются одинаковыми методами. Поэтому расчет аварийной нагрузки для этих объектов осуществляется аналогично расчету нагрузки ПХГ.

Модель для расчета показателей системной надежности реализована в программно-вычислительном комплексе (ПВК) СИНАГС, который предназначен, в частности, для выбора технических решений по обеспечению СН проектируемых магистральных газопроводов. ПВК СИНАГС реализует следующие функции:

• оценки влияния технического состояния объекта на надежность функционирования сопряженной с объектом системы газоснабжения;

• оценки достаточности резервов мощности объекта с точки зрения требований к нему со стороны системы газоснабжения;

• оценки влияния реконструкции объекта (и соответствующего повышения надежности) на улучшение показателей стабильности поставок газа потребителям;

• сопоставления реконструкции объекта с другими способами повышения надежности газоснабжения потребителей (развитием ПХГ, созданием дополнительных узлов сопряжения объекта с системой и газопроводов-перемычек, обеспечением резервов мощности других газопроводов и т.д.).

В состав ПВК СИНАГС входят следующие блоки:

• решения потоковых задач по двум критериям:

- минимума товаротранспортной работы;

- распределения аварийного дефицита с учетом значимости потребителей;

• определения потерь производительности (путем расчета ряда распределения производительности) участков магистральных газопроводов из-за собственных аварий и по системным причинам;

• определения дефицита поставок газа (ряд распределения поставок газа) потребителям системы;

• оценки показателей надежности участков магистральных газопроводов и надежности снабжения потребителей.

Интерпретация результатов - рассчитанных показателей надежности (см. ранее требование 3, с. 6). Критерий, по которому

принимается решение о выборе того или иного из сопоставляемых вариантов, неизбежно будет носить вероятностный характер, поэтому выполнение 3-го требования неизбежно вызовет трудности привыкания к вероятностной терминологии, необходимости соотнести вероятностные характеристики с реакцией потребителей на ухудшение качества газоснабжения.

Для ответа на вопросы, является ли уровень надежности газоснабжения потребителей приемлемым, достаточны ли системные резервы, целесообразно привлекать методы экспертного логического анализа [3, 4]. Вариант схемы экспертного логического анализа для оценки достаточности уровня надежности системы газоснабжения приведен на рис. 2. При вынесении экспертных суждений надо принимать во внимание следующее:

• в различные периоды года (пиковый, отопительный и летний) тяжесть последствий от ограничения поставок газа неравнозначна;

• высокая вероятность дефицита газа у потребителя при малой глубине дефицита не означает низкой надежности газоснабжения, так как многие агрегированные потребители могут практически без ущерба пройти частые, но небольшие по величине и продолжительности ограничения поставок;

• большие значения глубины дефицита при малой вероятности его возникновения также не указывают на низкую надежность газоснабжения: подобный риск может оказаться приемлемым;

Оценка уровня надежности газоснабжения и достаточности резервов

I. Расчетный период

Рис. 2. Схема экспертного логического анализа для оценки достаточности уровня надежности, обеспечиваемого программой развития и реконструкции ЕСГ

• высокий уровень затрат на обеспечение надежности может не оправдываться достигнутым эффектом (т.е. рост надежности газоснабжения может не приводить к повышению коммерческой эффективности), в особенности с учетом изменений в структуре мощностей и потоков, которые произойдут на последующих интервалах планирования, и неопределенности оценок;

• низкие коэффициенты загрузки действующих объектов при выбранном плане развития системы косвенно указывают на значительное несоответствие структуры транспортных мощностей ЕСГ спросу потребителей и допустимым отборам из месторождений газа.

Если надежность системы оценивается как достаточная, т.е. системные резервы обеспечивают приемлемый уровень нарушений газоснабжения потребителей, то анализируемый вариант развития и реконструкции объектов ЕСГ считается допустимым. В противном случае необходима его коррекция.

***

Таким образом, при подготовке решений по планированию развития и реконструкции объектов газотранспортной системы, ее территориальных подсистем следует проводить анализ надежности транспорта газа и стабильности поставок газа потребителям. Этот следует делать на всех уровнях принятия решений: на стадиях инвестиционного замысла, обоснования инвестиций и составления проектной документации.

Надежность функционирования системы обеспечивается системными резервами производственной мощности объектов, а также средствами временного резервирования -ПХГ, установками сжижения и регазификации,

запасами замещающих газ топлив у потребителей. Исследования СН проводятся для количественной оценки частоты и глубины возможных ограничений потребителей, нагрузок на средства временного резервирования и резервы производственных мощностей.

Учет системной надежности следует проводить при формировании стратегии и программ развития и реконструкции систем газоснабжения, разработке генеральных схем газоснабжения и газификации регионов, формировании заданий на проектирование сооружаемых и реконструкцию действующих магистральных газопроводов, планировании капитальных ремонтов в системах газоснабжения.

Результаты исследования СН позволяют обосновать эффективные решения по резервированию мощностей ЕСГ при планировании ее развития, сформулировать требования к надежности проектируемых объектов. Если показатели надежности газоснабжения для некоторых потребителей оказываются низкими, то выявляют причины и проводят корректировку решений.

Список литературы

1. Надежность систем энергетики:

сб. рекомендуемых терминов. - М.: Энергия, 2007. - 192 с.

2. Надежность систем энергетики

и их оборудования: справ. в 4 т. Т. 3: Надежность систем газо- и нефтеснабжения. -М.: Недра, 1994. - Кн. 1: 414 с.; кн. 2: 288 с.

3. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Т. Саати. - М.: Радио и связь, 1993. -320 с.

4. Сухарев М.Г. Методы прогнозирования /

М.Г. Сухарев. - М.: МАКС Пресс, 2010. - 176 с.

System reliability factor impact to decisions made while planning development and reconstruction of gas supply system objects

M.G. Sukharev1*, Ye.R. Stavrovskiy1, V.S. Sheleketa2*

1 Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), Bld. 65, Est. 1, Leninskiy prospect, Moscow, 119991, Russian Federation

2 Gazprom promgaz JSC, Bld. 6, Nametkina street, Moscow, 117420, Russian Federation * E-mail: [email protected]

Abstract. Formerly, arrangements on improvement of gas transport reliability have been foreseen by a design documentation of all the primary gas pipelines as from construction of the Urengoy - Pomary - Uzhgorod in the

beginning of 1980s. Among these arrangements there were some decisions, which could be attributed nowadays to the system reliability sphere. In many respects they have provided reliabile behavior of the Unified System of Gas Supply for several past decades.

In order to understand if it is reasonable to realize a system reliability improving measure, one should know how the emergency deficits (immediate and accumulated ones) of consumer gas supply are distributed. To calculate the correspondent distribution functions it's necessary to compute, first of all, the probabilities of all the possible states of a studied gas-transport system and, secondly, the gas flows in every of such states. In order to get a unique solution of the second problem a rule for limitation of gas supply to consumers must be set.

On the grounds of acquired probability rows the bar charts for load factors and current power reserves of mains are graphed. There are such additional reliability characteristics as a probability of load-factoring, an integral probability of full consumer demand coverage within a given period of time, a medium gas undersupply, a use factor, and a gamma-percentile consumer provision with gas.

A pattern for system reliability indices calculation is realized by means of SINAGS (translit. from Russ.) software complex. In particular, SINAGS is aimed at choosing technical decisions providing for system reliability of gas mains being designed. Whereas a criterion for choosing one of the variants being compared will be inevitably probable, to answer either the level of gas supply reliability is acceptable for the consumers, or the system reserves are sufficient, it is reasonable to carry out an expertise using the T. Saati methods of hierarchy analysis for its preparation and data processing.

Keywords: gas supply, system reliability, reliability indices, main gas transport, planning of development and reconstruction, complex software.

References

1. Reliability of systems in power engineering [Nadezhnost sistem energetiki]: collection of recommended terms. Moscow: Energiya, 2007. (Russ.).

2. Reliability of gas and petroleum supply systems [Nadezhnost sistem gazo- i neftesnabzheniya]. In: Reliability of power-engineering systems and their equipment [Nadezhnost sistem energetiki i ikh oborudovaniya]: ref. book in 4 vol. Moscow: Nedra, 1994, vol. 3. bk. 1, 2. (Russ.).

3. SAATI, T. Decision making. Hierarchy analysis technique [Prinyatiye resheniy. Metod analiza iyerarkhiy]. Moscow: Radio i svyaz, 1993. (Russ.).

4. SUKHAREV, M.G. Prognostic methods [Metody prognozirovaniya]. Moscow: MAKS Press, 2010. (Russ.).