آقای حمیدرضا معتمدزاده دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر معدولیت، روز چهارشنبه ۹۹/۰۴/۱۱ از رساله دکتری خود تحت عنوان "طراحی کنترل­کننده پیش­بین غیرخطی برای بهینه­سازی در شبکه گاز طبیعی" دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت ۱۴ روز چهارشنبه در سالن دفاعیات دانشکده مهندسی مکانیک برگزار خواهد شد.

چکیده:

در شبکه‌های خط لوله انتقال گاز، برای کمینه­کردن مصرف سوخت ایستگاه‌های تقویت فشار و رعایت قیود شبکه، باید نقاط تنظیم کمپرسورها به دقت محاسبه شوند. در عمل، تقاضای واقعی مصرف­کننده­ها دارای نوساناتی نسبت به مقادیر پیش­بینی شده دارد و در نتیجه استفاده از یک کنترل­کننده مناسب به منظور کمینه­کردن مصرف سوخت و همچنین مدیریت نوسانات شبکه، اجتناب­ناپذیر است. کنترل پیش­بین مدل، یک انتخاب مناسب برای سیستم‌های دارای تاخیر طولانی مانند شبکه‌های گاز می‌باشد. در این رساله، رهیافتی نوین بر اساس الگوریتم‌های هوشمند و سه تابع اساسی برای مدل­کردن حالت گذرای شبکه خط لوله انتقال گاز پیشنهاد می‌شود. با استفاده از راهبرد پیشنهادی، هر تک لوله را می‌توان به صورت جداگانه تحلیل کرد که این امر باعث افزایش سرعت تحلیل می‌گردد. همچنین، دو رهیافت کنترلی برای کنترل پیش­بین مدل غیرخطی پلنت شبکه گاز پیشنهاد می‌شود. کنترل شبکه در دو مرحله حلقه باز و حلقه بسته صورت می­پذیرد. در مرحله حلقه باز، با فرض مشخص­بودن میزان تقاضای مصرف­کننده­های شبکه، مصرف سوخت ایستگاه تقویت فشار بهینه شده و فشار خروجی به عنوان مسیر مرجع در مرحله حلقه بسته مورد استفاده قرار می­گیرد. بدین منظور رهیافتی نوین بر اساس الگوریتم‌های فراابتکاری برای بهینه­سازی شبکه خطوط لوله گاز در شرایط تماما گذرا پیشنهاد می‌شود. بهینه­سازی با یک رویه سرراست در هر نمونه زمانی انجام می­شود که نسبت به بهینه­سازی شبه-گذرا، منجر به پاسخ‌های دقیق­تری است. در رهیافت اول، یک شبکه عصبی چند لایه برای مدل­کردن شبکه خط لوله گاز به عنوان پلنت در حالت گذرا به کار می‌رود و یک الگوریتم بهینه­سازی هوشمند برای کمینه­کردن خطای کنترلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در رهیافت دوم به جای استفاده از بهینه­ساز هوشمند از یک شبکه عصبی، برای کنترل پلنت استفاده می­شود. قدرت پیش­بینی شبکه عصبی به منظور پیش­بینی خروجی پلنت در یک افق پیش­بین به کار می‌رود. در ابتدا شبکه عصبی به صورت برون-خط آموزش می‌بیند و وزن‌ها و بایاس‌های آن به عنوان مقادیر اولیه در آموزش بر-خط به کار خواهند رفت. راهبرد پیشنهادی از دو مرحله اصلی تشکیل شده است. در مرحله اول، نقاط تنظیم کمپرسور‌ها به صورت حلقه باز با در نظر گرفتن دبی پیش­بینی شده، در طول افق پیش­بین، بهینه می‌شوند و فشار‌های خروجی بدست آمده به عنوان مسیرهای مرجع برای سیستم کنترل حلقه بسته انتخاب می‌شوند. در مرحله دوم، کنترل­کننده برای جبران نوسانات تقاضای مصرف­کننده­ها اعمال می‌شود. نتایج عددی، دقت و مقاوم بودن کنترل­کننده‌های پیشنهادی در حضور نوسانات دبی مصرف­کننده­ها، نویز و عدم قطعیت‌ها را تایید می‌کند.
واژه‌های کلیدی: تحلیل حالت گذرا، شبکه خط لوله گاز، بهینه­سازی، کنترل پیش­بین مدل.