CC BY
30
УДК 531.733
Д.Б. Белов, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-25-38, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ), А.А. Игнатьев, зам. ген. директора, 8(985) 644-74-74, [email protected]
(Россия, Москва, ОАО «Газпром межрегионгаз Москва»), С.И. Соловьев, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-25-38, sergei59bk.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
ОБОСНОВАНИЕ ИНТЕРВАЛЬНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ОБЪЕМОВ ПРИРОДНОГО ГАЗА
Рассматривается представление результатов измерений природного газа с помощью доверительного интервала.
Ключевые слова: объемы природного газа, результаты измерений, доверительный интервал.
Доходы компаний, поставляющих газ потребителю, и их имидж зависят не только от количества отпущенного потребителям газа, но и от того, насколько точно и правильно учитываются объемы таких поставок.
На сегодняшний день самым распространенным способом определения количества отпущенного газа является использование утвержденной методики расчета его объема, который приведен к так называемым стандартным условиям.
Принципиально такая методика сводятся к некоторой расчетной формуле, учитывающей объем Кпост отпущенного поставщиком газа в зависимости от результатов и условий измерения его параметров, т.е. определяется с помощью косвенного измерения:
^пост = f (Q1'...' Qi'...' Qn; C1'...' Cm ), (1)
где Q1..Qn - результаты измерения параметров отпущенного газа; n - количество измеряемых параметров отпущенного газа при его учете; i - порядковый номер параметра газа ^пост, i = 1...n; Q...Cm - константы, учитывающие условия измерения и приведения параметров газа к стандартным условиям; m - количество констант.
Однако оплата газа потребителем производится в соответствие с другой величиной объема - ^потр, т.е. объемом полученного им газа. Этот
объем учитывает сам потребитель с помощью установленных у него счетчиков. При этом методики учета полученного потребителем газа аналогичны соответствующим методикам учета отпущенного газа поставщиком и так же сводятся к косвенным измерениям в соответствие с формулой (1). Поскольку потребителей газа много, объем Кпотр является суммарным и
определяется по формуле
Известия ТулГУ. Технические науки. 2012. Вып. 4
к
Ипотр = X Vjпотр ' (2)
у=1
где Vjп0тр — объем газа, полученный и учтенный у-м потребителем; у — порядковый номер потребителя, у = 1...к; к — количество потребителей газа.
Найденные объемы Р"пост и Vп0тр сопоставляются между собой.
Если они совпадают, то считается, что разбаланса (разницы отпущенного и потребленного газа) в газораспределительной сети нет, весь газ доходит до потребителя и потом им оплачивается. В случае же несовпадения этих объемов считается, что баланс отпуска газа потребителю нарушен (возник разбаланс) и необходимо найти и устранить его причины.
Математически величина разбаланса определяется следующим образом:
Vр = ^пост — ^потр , (3)
где Ир — величина разбаланса.
В идеале разность Ипост - Ипотр должна равняться нулю, но этого не
происходит по двум причинам.
1. В результатах измерений объемов Ипост и Ипотр присутствуют
погрешности измерений.
2. Поставщик и потребитель измеряют разные объемы газа, что может иметь место из-за потерь в газораспределительной сети или несанкционированного вмешательства в распределение газа третьей стороной.
Поскольку согласно основному постулату метрологии результаты Ql..Qn измерения параметров отпущенного потребителю и принятого им газа являются величинами случайными, т.е. не могут быть выражены каким-то одним числом, их необходимо выражать в виде доверительного интервала с некоторой доверительной вероятностью Р:
& -1 ■ SQi < Qi < ^ +1 ■ SQ¡, (4)
где Qi — среднее значение результата измерения параметра Qi газа; t — относительная ширина доверительного интервала, зависящая от значения доверительной вероятности Р и вида закона распределения вероятности результата измерения параметра газа; SQ — оценка среднего квадратиче-
ского отклонения среднего значения результата измерения параметра Qi газа.
Таким образом, с теоретических позиций интервальное представление результатов измерения величины разбаланса является единственно правильным. К сожалению, подобное представление результатов учета отпуска и потребления газа практически не используется при анализе причин
возникновения разбаланса и разработке методов его устранения.
Поскольку в большинстве случаев параметры Q\...Qn газа измеряются с помощью однократных измерений, то вместо средних значений Qj и их средних квадратических отклонений Sq используют результаты единственных наблюдений Qj и соответственно их средних квадратических отклонений Sq ,.
Следует заметить, что произведение t ■ Sq является оценкой доверительного интервала случайной составляющей погрешности результата измерения параметра Qj газа. Наличие такой составляющей приводит к тому, что и результаты косвенных измерений объемов Упост и Употр также
будут содержать случайные погрешности 5Упост и §Употр. Данное обстоятельство приводит к важному выводу, что разность Упост - Употр в формуле (3) даже при совпадении объемов Упост и Употр (отсутствии потерь в газораспределительной сети или несанкционированного вмешательства в распределение газа третьей стороной) все равно не будет равна нулю в силу наличия погрешностей косвенных измерений объемов Упост и Употр.
Следовательно, величина разбаланса Ур носит вероятностный (случайный)
характер и должна определяться статистическими методами.
В общем случае погрешности величин Qi...Qn складываются из случайной и систематической составляющих. Зная их, можно рассчитать общую погрешность определения объемов Упост отпускаемого поставщиком и Употр получаемого потребителем газа.
Систематическую погрешность необходимо исключить до в процессе или после измерения параметров газа Упост. Если это сделать невозможно, то ее надо учесть в окончательном результате измерения объема газа У
пост
D.B. Belov, A.A. Ignatev, S.I. Solovyev
SUBSTANTIATION OF INTERVAL REPRESENTATION OF RESULTS OF MEASUREMENTS OF VOLUMES NATURAL GAS
Representation of results of measurements of natural gas by means of a confidential interval is considered.
Key words: volumes of natural gas, results of measurements, confidential interval.
Получено 18.04.12
