نرم افزار GPNS از دسته نرم افزارهای شبيه سازی است که از آن برای تخمين شرايط عملياتی در شبکه انتقال گاز استقاده می شود. در اين نرم افزار از تسهيلات گرافيکی برای پياده سازی شبکه و ورود اطلاعات تجهيزات شبکه استفاده شده است. از دو موتور حل استاتيک و ديناميک در اين شبيه ساز استفاده شده است. همچنين کتابخانه نرم افزار از بيرون نرم‌افزار میتواند در اختيار توسعه دهندگان قرار گيرد تا در انجام فعاليت های بهينه سازی و …. به عنوان سرويس از آن استفاده کنند. در حال حاضر نسخه 2.13.0 ارائه شده است. GPNS مخفف Gas Pipeline Network Simulator می باشد.
پروژه “تدوين نرم‌افزار طراحي و شبيه‌سازي پاياي شبکه ملي انتقال و توزيع و شبيه سازي رفتار پوياي انتقال” در سال 1388 از طرف مديريت پژوهش و فناوری به شرکت گسترش فرايند شريف ارجاع داده شد و بعد از گذشت 36 ماه در سال 1391 با موفقيت به پايان رسيد.
هدف از انجام پروژه ايجاد يك بستر و گسترش نرم‌افزار جهت طراحي شبكه‌هاي شهري، بين‌شهري و انتقال گاز در حالت پايا و پويا بود. اجراي اين پروژه با بسترها و پارامترهاي استاندارد ديده شده در كنار آن مي‌تواند مقدمه و سنگ بناي ايجاد نرم‌افزار‌هايي براي مديريت، مانيتور، كنترل و بهينه‌سازي كل شبكه پيچيده انتقال گاز و شبكه‌هاي تغذيه و توزيع با كمك اطلاعات واحد ديسپچينگ بصورت كاملاً يكپارچه باشد. اين سيستم قادر به حل شبكه‌هاي توزيع در كنار شبكه‌های تغذيه و خطوط انتقال گاز میباشد. قابليتهاي متنوعي براي سيستم گرافيكي و Visualizer آن در نظر گرفته شده است. كل نرم افزار به عنوان يك سرور OLE يا COM توسعه خواهد يافت كه به ديگر نرم‌افزارها اجازه خواهد داد تا از امكانات آن براي بهينه‌سازي يا مانيتورينگ و ديگر اهداف استفاده نمايند. اين نرم افزار دارای تو موتور حل استاتيک و ديناميک به شرح زير میباشد:
- شبيه‌ساز پايا: اين بخش وظيفه تعيين عملکرد و پيش‌بينی رفتار شبکه‌های توزيع و انتقال گاز را به عهده دارد. از تجهيزات متعارف در شبکه‌های انتقال گاز مانند کمپرسور، کولر، شير و … در آن استفاده شده است.
-
شبيه‌ساز پويا: اين بخش وظيفه پيش‌بينی و بيان رفتار گذرای شبکه‌های انتقال گاز را به عهده دارد. در واقع عمده‌ترين نيازی که توسط اين نرم‌افزار برآورده می‌شود ارزيابی ميزان تاثير و عواقب ناشی از سناريوهای بهره‌برداری مختلف در اثر تغيير در شرايط عملياتی شبکه‌های انتقال در حالت گذرا میباشد. از جمله سناريوهای قابل بررسی می‌توان به موارد زير اشاره نمود:
- تغيير گذرای ميزان گاز در نقاط مصرف
- تغيير گذرای ميزان مصرف گاز ورودی در يکی از نقاط تزريق گاز
- تغيير دمای محيط از نقاط مختلف شبکه
- تغيير وضعيت تجهيزات مختلف مانند باز يا بسته شدن شيرها، تغيير در دور کمپرسورها و …
- از خط خارج شدن يا بای‌پس شدن تجهيزات يا ايستگاه تقويت فشار
- بررسی ميزان پک خط يا شبکه و همچنين بررسی ميزان تغييرات پک خط و کنترل و توزيع پک خط
بعد از اتمام پروژه ذکر شده، تيم نرم افزاری مسير خود را در قالب توسعه و بروز رسانی ادامه داد بطوری که هم اکنون نسخه 2.13.0 ارائه شده است. همچنين قابل ذکر است که پروژه های متعددی در قالب پروژه های پژوهشی، دانشگاهی، توسعه ای و مهندسی تاکنون انجام شده و يا درحال انجام میباشد بطوری که در آن پروژه ها از موتور حل اين نرم افزار استفاده شده است.
نرم افزار GTCS:
در نسخه های قبلی نرم‌افزار GPNS بر حسب نياز جهت حل شبکه از يک بستر ترموديناميک ساده استفاده شده است. در آن بستر از جريان‌هاي بدون جزء يا اصطلاحاً از جريان هاي ساده شده (Simplified Fluid) و متعاقباً از روابط ساده‌تر جهت محاسبات ترموفيزيک استفاده شده است. نياز بود نرم افزاری تهيه گردد که بصورت يک نرم افزار مستقل در حوزه تخمين خواص ترموديناميکی و ترموفيزيک 1- هم قابل بروز رسانی باشد و 2- بتواند به نرم افزارهای ديگر از جمله نرم افزار GPNS سرويس بدهد.
به همين منظور نسخه اول نرم افزار حاضر با نام تجاري GTCS 1.0.0 توسط شرکت گسترش فرايند شريف در سال 1393 تهيه شد. شرکت ملی گاز هزينه های تحقيقات و ارائه نسخه اول اين نرم افزار را تقبل نمود.
کاربر با استفاده از اين نرم افزار میتواند جريان های Simplified و Compositional را تعريف کرده و معادلات حالت های موجود را به آن جريان نسبت دهد و بعد از اجرای برنامه مقادير خاصيتهای مورد نظر خود را ببيند.
همچنين کاربران برای استفاده های ديگر از جمله بهينه سازی، شبيه سازی و … میتوانند از طريق نرم افزارهای برنامه نويسی و بدون نياز به کدهای اصلی نرم افزار از سرويس اين نرم افزار برای مقاصد زير استفاده نمايند:
- اضافه نمودن اجزاء ديگر که در نرم افزار موجود نيست.
- اضافه نمودن معادلات حالت ديگر که در نرم افزار موجود نيست
- اضافه نمودن خاصيتهای ديگر که در نرم افزار موجود نيست
- استفاده از کتابخانه نرم افزار با پروتوکل COM