МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА СТИСНЕННЯ ГАЗОВОДНЕВОЇ СУМІШІ З ВИКОРИСТАННЯМ РЕГРЕСІЙНОГО РІВНЯННЯ ТА АЛГОРИТМУ ШТУЧНОЇ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ

Анотація

У розрахунках режимів роботи газопроводів та комерційного обліку спожитого чи транспортованого газу необхідно враховувати його коефіцієнт стиснення, який визначається за допомогою рівнянь станів або кореляційних залежностей. Для комерційного обліку газу використовуються рівняння станів, які характеризуються високою точністю розрахунків та потребують значного обсягу різноманітних даних для обчислень. Для розрахунку параметрів мережі зазвичай використовуються менш точні, але значно простіші для розрахунків кореляційні рівняння. Оператори газотранспортних мереж застосовують кореляційні рівняння визначення коефіцієнта стиснення за вмістом вуглекислого газу або відносної густини, які визначені у СОУ 60.3-0019801-100:2012.

У випадку застосування даних рівнянь для газоводневих сумішей з об’ємним вмістом водню до 20 %, спостерігається збільшення похибки зі зростанням концентрації водню. Рівняння, що враховує відносну густину, є точнішим у розрахунку газоводневих сумішей, оскільки вміст водню напряму впливає на густину суміші. Рівняння за вмістом вуглекислого газу є взагалі нечутливим до змін концентрації водню. Відповідно варто додати до рівняння змінну вмісту по водню, яка б дозволила знизити похибки розрахунків.

У статті проведено підбір коефіцієнта змінної по водню класичним регресійним методом, за якого модифікація рівнянь виконується шляхом доповнення наявних рівнянь розрахунку коефіцієнта стиснення доданком добутку вмісту водню в суміші на розрахований коефіцієнт та коригування константи зміщення рівняння.

Альтернативним способом розрахунку коефіцієнтів стиснення є використання штучних нейронних мереж (ШНМ). В ході роботи розроблено двошарову штучну нейронну мережу зі зворотним поширенням помилки. Така ШНМ отримує на вхід набір значень вмісту вуглекислого газу,водню, температури та надлишкового тиску, а на виході видає значення коефіцієнта стиснення.