автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Интеллектуальный советчик диспетчера по управлению электроэнергетической системой в аварийных ситуациях

уфимский государственный лвиационныи технический университет .

^ о л

I , ' о

На правах рукописи

СУЛЕЙМАНОВА Алла Маратовна

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ СОВЕТЧИК ДИСПЕТЧЕРА ПО УПРАВЛЕНИЮ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

05.13.06 — Автоматизированные системы управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА ПШ

Работа выполнена на кафедре автоматизированных систем управления Уфимского государственного авиационного технического университета.

Научные руководители — доктор технических наук,

профессор | И. Ю. Юсупов, кандидат технических наук, доцент Р. Г. Нигматуллин

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор Низамутдинов О. Б., кандидат технических наук Абдурашитов Ш. Р.

Ведущая организация — Государственный проектно-изы-скательскнй НИИ «Уралэнергосетьпроект» (г. Екатеринбург).

Защита диссертации состоится «_»__1993 г.

в «__» часов на заседании специализированного совета

К-063.17.03 в Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, Уфа-центр, ул. Карла Маркса, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан «____»---1993 г.

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью, просим высылать по указанному адресу на имя ученого секретаря специализированного совета К-063.17.03 Васильева В. И.

Ученый секретарь специализированного совета доктор технических наук,

профессор В. И. Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Электроэнергетические системы (ЭЭС) представляют собой сложные многомерные системы, состоящие из элементов, объединенных единым технологическим процессом производства, передачи и распределения энергии. На системы управления ЭЭС возложена задача обеспечивать надежное электроснабжение непрерывно изменяющейся нагрузки потребителей в условиях возникновения различных внешних и внутренних возмущений. Эти функции обеспечиваются главным образом автоматическими устройствами регулирования частоты и мощности, а также устройства™ гтротивоаварийной автоматики (в основном, локальными) Однако возможности этих систем ограничены. Длительное время наблюдаются две неблагоприятные тенденции в изменений условий работы: первая вызвана абсолютным и относительным увеличением тяжести аварийных возмущений, обусловленных укрупнением единичных мощностей оборудования; вторая - увеличением размерности ЭЭС,- что ухудшает условия синхронной работы электрогенераторов, а тем самым, и общую устойчивость.

Эти особенности обуславливают необходимость организации ' эффективного управления ЭЭС как в нормальных режимах, так й при возникновении аварийной ситуации. Определяющим моментом современней технологии управления является централизация процессов управления ЭЭС на основе создания эффективных иерархических систем сбора и обработки информации для оказания помощи диспетчеру.

Известно, что процессы принятия решения в управляемых

системах являются многоэтапными. Здесь- важно имэть множество возможных альтернативных решений и иметь возможность проверки последствий любого из них.1

Обычно для анализа поведения управляемой системы и проверки-решений системы на предполагаемые реакции используются различные имитационные модели. Модели ЭЭС в большинстве своем достаточно хорошо описаны и могут быть использованы для поиска области допустимых решений и последующего вывбора среди них предпочтительных. Однако в условиях скоротечности событий и угрозы возникновения аварийных ситуаций(АС) задача оперативного выбора роыений является достаточно сложной.

Вопрос поиска допустимых решений в условиях дефицита времени может быть успешно решен только при ситуационном описании процессов управления, когда область определения модели объекта и область допустимых решений предварительно определены и описаны. Важной чертой в формулировке задачи выбора является ее заблаговремешюсть. ■

Оперативное принятие решения состоит в последовательном анализе путей достижения желаемой цели. Здесь важно знать множество возмомшх альтернативных решений и иметь возможность прогноза последствий этих решений. В условиях многомерности и неоднозначности модели объекта управления эта задача оказывается достаточно сложной. Действительно, для анализа поввдьния управляемой системы и на предполагаемые альтернативные решения необходимо иметь строгую математическую модель. Во всех случаях, когда количество данных, описывавших ситуацию, не велико, диспетчер но испытывает особых затруднений в принятии решения. Однако в условиях тай многомерности и той неопределенности.

л

которой уже достигли. современные энергетические комплексы, задача поиска и выбора решений становится неразрешимой без соответствующего машинного сопровождения интеллектуальней деятельности диспетчера. *

В соответствии с изложенным, исследование и анализ процессов поддержки принимаемых диспетчером решений в АС является актуальной задачей.

Данная работа посвящена исследованию и разработке алгоритмов оперативного-, распознавания АО и методов, оказания помощи диспетчеру й этих режимах. Определены основные трудности, появляющиеся на пути успешной практической реализации методов ситуационного управления в реальном масштабе времени.

Тема диссертационной работа входит в план комплексной научно-технической программы "Полет", а также связана с выполнением работ по НИР »Л ИФ-АС-12-В6-0Г и ИФ-АС-32-91-0Г (ГР ЖН820072433), проводимых на кафедро АСУ Уфимского

государственного авиационного технического университета.

Цель работы. Исследование и разработка алгоритмов оперативного распознавания аварийных ситуаций и принятия решений в электроэнергетических системах.

Методы исследования.В работе использовались математические методы структурных преобразований уравнений установившихся режимов, обращения матриц, оценивания и идентификации, структурно-тойологических преобразований, ~ математической

статистики и обработки экспертной информации.

Научная новизна. Предложена методика логико-алгоритмического синтеза законов управления, . модель ранжирования аварийных ситуаций, разработана структура интеллектуального советчика

б

диспетчера, Саза данных, система управления базой дашшх и подтвервдана их работоспособность. Это позволяет оценить аварийность решшов ЭЭО, предложить способы вывода ЭЭС в нормальный режим, оценить последствия принимаемых оперативным персоналом решений и, витого, уменьшить, вероятность совершения ошибочных действий диспетчером.

Практическая ценность работы заключается в разработке мотодики синтеза алгоритмов оперативного моделирования и проверки применяемых диспетчером решений.

Разработано программное обеспеченно и база данных, которые могут быть использованы в - - энергосистемах для организации автоматизированной работы диспетчера.

Предложен алгоритм расчота рокмов энергосистем, применение которого позволяет сократить время, расходуемое на расчет рекима за счет сокращения числа итераций.

Алгоритмы и программа в настоящее время используются в ЦЦС Баикирэнерго, а таю;;е при проектировании и разработке алгоритмов информационно-управляющих систем городских и районных слукб АО Кашсирэнорго.

На защиту выносятся:

I. Структура Советчика диспетчера.

. 2. Модель ранжирования типовых ситуаций в ЭЭС.

3. Метод оперативного моделирования состояния ЗЗС.

4. Алгоритм расчета реяаша, который позволяет сократить время, расходуемое на расчет рекимов.

Б. Результаты исследования эффективности алгоритмов расчета режимов и алгоритмов управления.

Апробация работы. Материалы диссертационной работа

докладывались и обсуждались на . следующих конференциях и семинарах:

V Всесоюзной научно-практической конференции по безонасности полетов, Ленинград, 1988г.

vi Всесоюзной школе "Расчет и' управление больших механических систем", Свердловск-Залещики, 1986г.

vil Всесоюзной школе "Расчет и управление больших механических систем", Свердловск-Чимган, 1988г.

- IX Международной школе "Расчет и -управление больших механических.систем", Екатеринбург-Геленджик, 1992г.

- Юбилейной научно-технической конференции УАИ "Актуальные проблемы авиастроения",«Уфа, 1992г.

Региональном постоянно действующем семинаре "Методы использования искусственного интеллекта в автоматизированных системах", Куйбышев, 1990г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе, получено I авторское свидетельство.

Объем и структура работы. Диссертация содержит 188 страниц машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 117 наименований и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность.диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна, практическая ценность и положения, выносимые на защиту.

В первой главе проводится анализ особенностей задач управления энергосистемой. Анализируется задачи центральной •

диспетчерской слуггбы. Исследуется многообразие АС в энергосистеме и определяются основные задачи диспетчера в этих ситуациях.

Особенности работы ЗЗС заключаются в наличии непрерывного потока возмущений, который приводит .к постоянно присутствующим переходным процессам. Неопределенность и .тяжесть возможных последствий аварий создает высокий риск при принятии решений. Е этих условиях, отягощенных, как правило, малым резервом времени, диспетчер, как показано в работо, совершает большоо число ошибок. До 70% управляющих воздействий оказываются либо неправильными по содержанию, либо несвоевременными.

Управляющие воздействия-классифицируются с учетом структуры ЭЭС, принимая во внимание важное при управлении качество -дискретность или непрерывность воздействия.

Перед энергосистемой стоит ответственная задача - надекно обеспечить потребителей необходимыми видами энергии заданного качества. В то же время, требуется обеспечить рациональное расходование энергетических ресурсов с целью получения максимально возможной экономии.

Решение этих задач возможно при максимальном внедрении автоматизации энергетических процессов и автоматизированного централизованного управления энергосистемой.

Принятие правильных решений по наиболее рациональному управлэшш энергосистемой (особенно при нарушении нормальной ее работы) или по локализации последствий аварий в системе, возможно при наличии у диспетчера подробной и своевременной информации о состоянии и положении отдельных элементов системы и о всех нарушениях, происходящих в любой точке сети и на любом объекте системы.

Анализ технологии работы энергетических объектов показывает, что здесь целесообразно использовать комплексную автоматизацию производствешюго процесса. При этом перед диспетчерской службой ставятся принципиально новые задачи, требующие передачи ' ца значительные расстояния большого объема . информации, быстродействия, точности и надежности ее передачи. Возникает также необходимость в использовании специальных технических средств для автоматической обработки и воспроизведения информации.

В последнее время во всем мире получйли развитие системы, называемые советчик диспетчера (СД).

Непрерывное совершенствование оперативно-диспетчерского управления является важнейшим условием нормального функционирования ЭЭС. Основным направлением этого совершенствования стала автоматизация оперативно-диспетчерского управления на основе использования современных экономико-математических методов и новейших средств оперативного управления, вычислительной техники и автоматизации.

Анализ методов управления ЭЭС показал, что для управления ЭЭС не существует отдельного метода решения задачи управления. Это определяется многорежимностью ЭЭС и неопределенностью ее модели. В отдельных частных случаях могут- быть использованы методы теории автоматического управления, . теории конечных автоматов, основы теории информации, Методы .ситуационного управления, методы теории распознавания образов и полиномиальной аппроксимации, теории нечетких множеств.

Еэжной задачей при управлении ЭЭС является задача управления нагрузкой. Связующим звеном между потребителем и генерируемой

ш '

мощностью является диспетчерская служба.

Особо выделяются методы управления ЭЭС в аварийных и послваварийных режимах.

Анализ АС производится для некоторого списка "вероятных' случаев" АС. Те АС, которые при их появлении создадут устойчивые аварии, должны быть выявлены и проранжированы в порядке их серьезности(тяжести последствий). Диспетчер ЭЭС и (или) автоматизированная система распределения нагрузок с учетом ограничений по надежности могут затем обрабатывать каждую из ненадежных АС, обычно в рорядко уменьшения их серьезности. Общепринято разделять анализ -АС на три этапа; определение АС; отбор АС; оценка АС.

Основным подходом как для отбора, так и для оценки АС остается непосредственное моделирование потокораспределения. В процессе отбора, главным образом, используются приближенные методц с целью повышения скорости вычисления. Эти приближенные методы не всегда совместимы с требованиями достоверности классификации ситуаций по надежности.

Установлено, что основной, фигурой в управлении электроэнергетическими системами, обладающей большими полномочиями по принятию управляющих решений, является диспетчер.Диспетчер всегда трудится в условиях постоянного временного дефицита и большого объема поступающей информации. Но возможности его но беспредельны. Именно это обусловило применение компьютеров в сфере оперативно-диспетчерского управления электроэнергетическими системами. Наибольший эффект от такого применения мохою получить в человеко-машинных системах принятия решений, в которых Функции обработки и сбора информации оудут оптимально

распределены между человеком и ЭВМ.К классу именно этих систем относится система "Советчик диспетчера", разработке которой посвящена данная работа.

Во второй главе определяется структура советчика диспетчера и задачи, решаемые им.

С развитием объединенных энергосистем резко усложняются общие задачи управления и обеспечения живучести этих объединений. По мере роста энергообъединений расширяются их функциональные возможности, но, вместе с тем, увеличивается и число опасных или аварийных состояний системы. Для предотвращения аварийных нарушений в ЭЭС предусматриваются специальные автоматы защиты, которые обеспечивают достаточно высокую живучесть системы.

Однако, несмотря на достаточно высокую надежность современных ЭЭС, общая безопасность их не может быть обеспечена без активного участия диспетчеров в реиении задачи управления. в результате возникает задача оптимальной увязки возможностей человека и автоматики. Успешное решение этой задачи, очевидно, возможно только при высоких профессиональных навыках диспетчеров и при достаточно -эффективной системе подготовки диспетчеров на специальных стендах-тренажерах, а также - путем разработки новых методов индикации и способов управления.

6 последние "годы в различных странах мира появилось значительное число работ, относящихся к новым средствам решения задач оперативного управления системами энергоснабжения - Советчик диспетчера (СД).

Советчик диспетчера энергосистемы является человеко-машинной системой, которая позволяет диспетчеру ЭЭС, принимающему решения, использовать данные, знания, оперативные модели для анализа и

рещащш задач управления ЭЭС в условиях неопределенности и малого резерва времени.

Концептуальная модель СД представлена на рис.1. Интерфейс "диспетчер-СД" содержит средства для генерации и управления' диалогом. Блоки анализа ситуаций и принятия решений включают в себя процодурц и метода, позволяющие определить класс ситуации (штатный ре хам или аварийный) с помощью баз данных (БД), оперативных моделей (БМ) и знаний (БЗ), проанализировать возможности и пути устранения АС и получить решение по выходу из АС. В СД включаются также средства для извлечения данных и знаний, а также средства сопряжения с объектами ЭЭС, в том числе, и посредством телеизмерений (ТИ) и телесигналов (ТС).

Важной особенностью СД является его способность формировать модели для принятия решения.

Управление ЭЭС - непрерывный процесс слежения за ее состоянием и принятием-решений, за управляющими воздействиями. Основанная на анализе многочисленных случаев аварий в ЭЭС, концепция СД акцентирует превентивные, а на оперативные меры устранения аварий. Важно, чтобы оперативный персонал на диспетчерском пульте мог выявлять начало развития процесса, который может привести к аварии. Разработано большое количество методов мониторинга режима ЭЭС. Однако оценка безопасности режима в темпе процесса остается пока проблемой. Многие методы оценки состояния ЭЭС основаны на расчете мощности. Расчеты точны, но требуют больших затрат времени. Требуются разработки приближенных аналитических процедур для уменьшения требуемой вычислительной мощности. Среди этих методов можно отметить следующие: аппроксимация, выделешш в сети наиболее важных для анализа

Концептуальная модель советчика диспетчера

ЭЭС

ТС

ТИ

-Т

Диспетчер

СД

Интерфейс диспетчер - СД

Блок анализа ситуации «

Анализ состояния ЭЭС

Выявление ситуаций

Формирс цели звание

База данных-

Елок принятия решения

База

оперативных моделей ЭЭС

Поиск решения

(¡з1е

определение

'ЮЗМОЗЮШХ

исходов

Синтез решения

Выбор решения

База знаний

Рис. I

районов, распознавание образов. При решении этих задач применяется частое перемоделирование и поэтому широко используются расчеты текущих координат лишь в определенных точках сети. Сделана попытка уменьшения ряда возможных непредвиденных

ситуаций, которое дает значительную экономию объема вычислений. Это достигается применением методов искусственного интеллекта.

С появлением этих методов стало возможным проведение оперативного анализа последствий аварийных ■ ситуаций. Анализ АС требует использования той или иной математической модели ЭЭС. Эта модель должна строиться на основе результатов измерения, поступающих в реальном масштабе времени, поскольку лишь в этом случае окажется возможным оперативный анализ.

Модель ЭЭС, используемая для анализа АС, представляет собой расчетную сеть, описываемую в терминах узлов И ветвей. . Как правило, эта модель состоит из двух частей, одна из которых представляет внутренним систему, тесно связанную каналами телеметрии с диспетчерским центром, а вторая - внешнюю систему, моделирующую остальную часть .ЗЭС. Каждая из этих моделей строится на основе текущих измерений в два этапа: на первом из них определяется топология сети, на втором - производится оценивание напряжения в ее узлах.

Советчик диспетчера проводит обработку предупреждащих и аварийных сигналов, диагностирование рабочего состояния элэктрооборудования, режима сотп после ликв}{цации последствий аварии. Обработка сигналов связана с тремя главными проблемами: уменьшением количества сигналов за счет тех, которые являются неопределяющими, интерпретацией информации, содержащейся во многих сигналах, представлением окончательного выбора оператору. Процессор, решающий эти задачи на основе искусственного интеллекта, значительно расширяет возможности оперативного персонала в критических ситуациях.

Функционально СД предназначен для помощи диспетчеру в

процессе его работа, обеспечивая его советами-рекомендациями по действиям в сложившейся ситуации, оперативной и достоверной информацией, а также возможностью выполнять задачи расчетного характера.

'Для реализации функций прогнозирования используется оперативная модель производственного процесса ЭЗС. Ни базе этой модели можно получать прогнозы развития ситуаций на оперативные отрезки времеш!, проверять обоснованность представляемых пользователю вариантов решений. Кроме того, имитируется ряд управляющих воздействий диспетчера, что повышает адекватность модели и, следовательно, получаемых рекомендаций.'

В третьей главе разрабатываются методы моделирования для принятия'решений и разрабатываются методики классификации АС и методы расчета режимов ЭЗС.

Рассматривается модель, . осуществляющая качественное ранжирование объектов по признакам и их выбор с помощью логических правил..

Существует класс задач, в которых необходимо выбрать из сформированного множества С Я) решение на основе оценки ситуационных данных. Подобные данные представлены в виде набора характеристических параметров.

При решении задачи определения 'АС в ЭЭС выберем один объокт Р0, назовем его диспетчером, узлы, за которыми наблюдает диспетчер, обозначим Р . Например, наблюдение ведется за двумя узлами Р> и Рг.

Процедура оценки . реализуется следующим образом: конкретная ситуация {х1 Ш,... ,хти)} вводится в подматрицу Ак= {х*} (где к - номер этапа; V - номер элемента шкалы),

соответствующую рассматриваемому времонному этапу, в которой

о

строки упорядочены(шкалированы) в порядке убывания значения показателя х1 (,... ,т).

Для каждой новой ситуации (и каждого г ) проводится анализ

1 »

нч достаточность с помощью матриц А и Аям. При 'атом сначала, анллизируптся матрица недостаточности Аам, . а при наличии отрицательного результата осуществляется анализ матрицы достаточности А . •

При проводит»! подобного анализа вводятся функции м1 [о^ (х*) ] и ыг [ (х') ] для проверки соответственно на недостаточность и

достаточность (С =1.....4; ,1 = 1,...,т, где т - число параметров).

Каждая ц3 ЗТцх функций может принимать значения о или 1, В процессе анализа определяется значение функции м2 или М1 для каждого конкретного параметра х'. Таким образом определяются значения функций м^ и м^, где г) = 1,...,л; N - количество функций м, характеризующих кош<ретную ситуацию.

Области достаточности строятся с помощью обучения компьютера. Процесс обучения' происходит в соответствии с принфшпми, сформулированными М.М.Бонгардом , в основе которых лежит идоя использования процедур обучения и экзамена. Рассматриваются два набора данных, из которых один содержит подходящие (достаточные) результаты, а другой - заведомо неподходящие (недостаточные). В процессе обучешм формируется правило, по которому очередной набор данных относится к матрице достаточности или недостаточности. • "

Ранжирование ситуаций, распознавание которых провидено' при

помощи функции недостаточности м^ и = 1.....8), . осуществляется

и реализуется на основе качественной шкг.лы опенок.

Мнение экспорта используется в данной модели . лишь при формировании оценочных шкал. Данная модель представляотся наиболее приемлемой в системе диспетчирования.

Ранжирование ситуаций осуществляется на основе качественной шкалы оценок, и при формировании этих оценочных шкал используется мнение эксперта.

Эксперты оценивают попарные различия между объекта™, указывая соответствующие числа. Задача состоит в сопоставлении каждому объекту точки пространства в , а всей системе, состоящей из п объектов, п точек в Ег так, чтобы расстояния в Ег между точками были достаточно близки к указашшм экспертным числам. Таким образом, решением задачи оценивания в этом случае является вектор длиш пг. Для его получения используется экспертиза, где множество допустимых оценок П имеет вид:

со

П = Е = и Е ;

Г *

Г =1

0 = V ■

п

где С* - паретовская функция выбора.

Отображение <р имеет вид

ф = а(ф(с,.....с*>).-

где с - функция выбора 1-го эксперта; 1 = 1ф -композиция функций выбора ч - отображение П0 П. Это

означает, что сначала находится оценка экспертов, а затем по ней находится результирующая оцо!9<а из П.

В качестве множества допустимых сценок П взято Е = у Е , поскольку во многих методах размерность г заранее но указывается; П0=Ек, где к=с*, поскольку эксперты задают матрицу попаршх

различий и объектов. Произвольность некоторых параметров

«

означает, что они но оказывают влияния на отображение ч: Пэ — П. Газличным типам отображения •ч соответствуют различные метода шкалирования.

В задачах принятия решений формируют исходное 'множество АС, (ИМАС), а затем решают задачу выбора из ИМАС. Алгоритмы формирования ИМАС составляют существенную часть алгоритмического обеспечения задач принятия решений. •

Таким образом, в общем случае процесс формирования ИМАС описывается схемой, включающой два этапа: порождение возможных АС и проверки на допустимость. В конкретных алгоритмах этапы могут совмещаться. Это связано, в частности, с тем, что порождение возможных АС и проворна на допустимость могут быть осуществлены с помощью одной и той же процедуры экспертной классификации при разных параметрах экспертизы.

Разработан математический аппарат, с помощью крторого производится анализ ситуаций, их качественное ранжирование и выработка модели для принятия "решения. Но этот_ анализ должен производиться на основе расчета режимов ЭЭС в реальном масштабе времони.

Впервые предложен метод Адомяна ''основанный на . применении метода декомпозиции. Так же как и в методах простой итерации и методе Зейделя основой метода Адомяна является последовательное уточнение исходных переменных. * . В качестве исходных

приближений в начальной стадии расчета, принимаются номинальные напряжения во всех узлах сети:

*

Порвое приближение по методу Адомпна.

А

и'г'= _1_ Г 5 Ф и1"- + 1

£ 1]5, Ч) и'4' . *0 0 ) •

(к+1)-9 приближение для 1-го узла

—3— Г £ (Л""")' - -Л- + ГпМп 1

гда 1 = 1,...,п; ш - количество итораций.

При уточнении неизвестных для каждого последующего решения используются суммы предыдущих значений. Итерационный процесс продолжается до тех пор, пока не выполняется условие

где е - заданное малое число.

Сделать вывод, что расчет потокораспределния в условиях реального времени по методу Адомяна является наиболее приемлемым, т.к. при этом происходит больная экономия времени.

В четвертой главо разрабатывается алгоритм управления и комплекс программ советчика диспетчера.

Точное слежение за нагрузкой систем! в ходе производства электроэнергии во все моменты времени представляет собой основное требование при эксплуатации энергосистем. Для экономически обоснованной эксплуатации и эф]>эктиЕНого управления эта задача должна решаться в широком диапазоне временных интервалов. В диапазона секунд, когда колебания нагрузки малы и носят случайный

характер, согласование текущего значения генерируемой мощности с

«

нагрузкой обеспечивает система автоматического регулирований частоты и мощности (ЛРЧМ). В масштабе минут, когда возможные колебания большо, экономическое раснр9Дело1ше нагрузки между включенными источниками генерируемой мощности осуществляется методами дисиотчорского управления. Кроме того, чтобы гарантировать надежную работу энергосистемы в определенный момент вромони в будущем необходимо исследовать ' поведение ЭЭС при разнообразных заранее 'заданных .аварийных ситуациях средствами автономного анализа ре юта сети: Для выполнения всех .этих задач нужно знать нагрузку системы.

Отмечается, что одним из важнейших расчетов, как при проектировании, так и при . эксплуатации ЭЭС является расчет установившихся режимов. Рассматривается, какие параметры определяются при расчетах установившихся режимов. Эти параметры чаще всего определяются для нормального, минимального и максимального режимов нагрузки и послеаварийного.

Алгоритм управления, соответствующий концептуальной модели Советчика диспетчера, моделирует процесс управления распределением электроэнергии при поддержании планового режима и при возникновении аварийных ситуаций. Эта модель соответствует структуре СД. Структура СД представлена в виде ряда блоков.Работа каадого из блоков СД представляется частью алгоритма. Алгоритм управления можно разбить на следующие части: . I) Оценка параметров режима ЭЭС и оценка текущего состояния элементов ЭЭС.

2) Распознавание ситуаций в ЭЭС.

3) Оценка влияния ипмннечшл состояния элементов ЭЭС на рею™

4) Вибор ориентирующих диспетчера действий при изменении остояния'ЭЗС.

Предложен перечень действий, ориентирующих диспетчера при принятии решения. Выделены шесть способов воздействия на процессы в ЭЭС. На основе этого составляется список рекомендаций ■ для диспетчера, вырабатываемый Советчиком диспетчера.

В пятой главе выполнен анализ эффективности и практической эксплуатации алгоритмов советчика диспетчера.

Для проверю! работоспособности системы "Советчик ' диспетчера" использован метод имитационного моделирования, В целях упрощеютя процесса моделировашм предполагается, что АС возникают в дискретные моменты времени, а в промежутках между этими моментами характеристики модели неизменны.

Для экспериментальных исследований практической реализуемости и работоспособности Советчика диспетчера Сил! разработаны следующие модели: модель телеизмерений и телесигналов, модель сети ЭЭС, модель алгоритмов Советчика диспетчера.

Разработаны алгоритмы распознавания режима и формирования советов. При этом рекомендуемые действия включали весь перечень возможных действий диспетчера. После любого выбора рекомендуемых действий, каждое из ¡шх проверяется на модели. .

Для качественной оценки эффективности исследуемых алгоритмов использовались метода статистических оценок.

Модель телеизмерений и телесигналов долит моделировать все реаимы ЗЗС. Исходим из того,.что все узлы нашей сети являются наблюдаемыми, т.е. с каждого узла сети в базу данных Советчика диспетчера поступают телеизмерения и телесигналы о параметрах

системы и состояшш элементов системы.

Состояние элементов системы будет определяться слодуюида образом:

0 - элемент находится в норабочом состоянии;

1 - элемент находится в рабочем состоянии.

Телеизмерения соответствуют количоствешшм величинам

напряжений, токов, активной и реактивной мощностей в узлах и на линиях ЭЭС.

Каждому толоизморониы и телесигналу соответствует ячейка в базе донных по жестко заданным кодам.

Телеизмерения и телесигналы должны обновляться каждые 0 сек. Процедура для опроделония значений ТИ АС организована в виде процедуры случайного розыгрыша. С помощью изменения значений ТИ и ТС моделируотся изменение режимов и ситуаций в ЭЭС.

Проведен эксперимент по проверке рабротоспособности алгоритмов управления и адекватности предложенной концепции Советчика диспетчера в ЦДС АО "Башкирэнерго".

Проводено моделирование процесса взаимодействия диспетчера с Советчиком диспетчера. Имитация осуществлялась на ПЭВМ ГБМ-РС-306 с помощью разработанной программы Советчика диспетчера и применения пакота прикладных программ по расчету режимов энергосети ЯЛЕТ^ разработанный в Уральском политехническом институте.

Проведены две серии по 20 экспериментов по моделированию процесса взаимодействия диспетчера ■ с системой "Советчик диспетчера". Получешше результаты . показали, что вероятность ошибки оператора при взаимодействии с ситемой уменьшается с 0,06 до 0,017, то есть до 3,5 раз.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана методика качественного ранжирования типовых ситуация в ЭЭС, на основе метода шкалирования. Предложен список упорядоченных типовых ситуаций, что позволяет оценить степень аварийности ситуаций и обеспечить готовность диспетчера к принятию оперативных решений.

2. Разработана структура советчика диспэтчори и алгоритм управления ЭЭС с помощью советчика диспетчера, позволяиг.иЯ оперативному персоналу ЭЭС своевременно выявить аварийную ситуацию и оценить последствия принимаемых им рскшпиЛ.

3. Разработана методика оперативного моделирования текущей топологии сети, позволяющая проводить анализ для оценки аварийности реж-гав ЭЭС и проверки способов вывода ЭЭС в нормальный раздал.

4. Созданы эффективные алгоритмы анализа ситуаций и прогнозирования последствий пртшмэомнх диспетчером решений, позволяющие сократить время на расчет рекнмов, что нопшипот эффективность деятельности диспетчера.

5. Алгоритмы советчика диспетчера и разработанная база дашшх, позволяющие сократить вероятность ошибки диспетчеров по принятию решений до 3,5 раз, (что обеспечивает уменьшении уроьня безошибочных действий до 55%), внедрены в НДС АО Башкирэнерго.

ОСНОЕШЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО TB.ffi ДИССЕРТАЦИИ

1.Сулей1,1анова A.M. Вопросы разработки банка • дашшх для обеспечения надежности работы оператора.- В кн. Расч. иупр.

надежи. Осипших мсхан. сист.: Тез. докл. VI Всесоюзн. шк.-Свердловск, УЩ АН СССР, 1986.- С.83.

?,. Сулойманова A.M. Рнбор базы данных для систем обеспечения надежности работы оператора в нештатных ситуациях.- В кн. Расчет и упр. надожн. больш. мох. сист.: Тез. докл. VII Всосоюз. ■ шк.-Снордловск, УГО АН СССР, 1908.- C.2G8.

3. СулеПмннопа A.M. Выбор базы данных для систем информационного обеспечения экипажа в нештатных ситуациях.- В кн. 1;в:к1нпп!ость полетов и профилактика авиационных происшествий: Тип. докл. V Всосоюз. нпуч.-практ. конф. по безопасн.полетов.-Л-чшнград, 1ДОЗ.- С.70.

'4. СулсПманова A.M., Парфенова М.Я. Динамика использования базы знаний и опыта в автоматизированной системе принятия решений.- В сб. Методы исп. ИИ в автомятиз. сист.- Куйбышев,

1990.- С.51-03.

Г). Сулпйманова A.M. Повышение надежности функционирования сложных технических систем на основе использования экспертных оценок,- В кн. Расч. и упр. надекн. больш. мох, сист.: Тез. докл. IX М&кдунпродноП школы,- Екатеринбург: Наука, Урал, отделение,

1991.-- с.94. . .

G. Муллагалипв М.М., Сулейманова A.M. Подход к построению систем управления сложными техническими объектами.- В кн. Актуальные проблемы авиастроения: Тез. докл. Юбилейной научно-технической конференции.- Уфа, УАИ, 1992.- С.73.

7. А.с. 1737412 СССР, МКИ G05 B23I02. Устройство для контроля состояния критической ситуации / В.В.Миронов, Л.М.СулеПманова,' Н. И. Юсупова, .Р.А.Ярцев и др. (СССР).-Заявлено 28.02.90; Опубл. 30.05.92, Бюл.изсбр. #20.- 14с.

-V > .ъ

1 г ;t ^ . t ~21