автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Методы анализа топологии сети по телеизмерениям и телесигналам в реальном времени

о 03

СИБИРСКИЙ ЗНЕЕЩП1ЧЗСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

Ш Леонид Викторович

УДК 621.311:519.24

метод« лшиза топологии сш го тшязлершяы

и тшсигашм В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

специальность 05.13.16 - Применение вячислятсльноа техника,

математического иоделировзгшя и матегатичесясях методов в научаю, исследованиях (энергетика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискашо ученой степени кандздата теэшическях наук

Иркутск - 1990

У /9 :>

Работа выполнена в Сибирском ¡энергетическом институте Сибирского ОВД0Я5ШШ АН СССР

Научный руководитель: докгор технических наук, профессор А.З.ГАШ

Офщиа.,тьида оппоненты: докгор технических наук,

профессор В.Э.МАНУСОВ

каццеда? технических наук, 0.А.АГАРК0В

Ведутся организация: Центральное диспетчерское управление ЕЭС СССР, г. Мосвва

Защита состоится " б " октября 1690 г.

ь _ час. 00 мин, на заседании специализированного совета

ДС02.30.01 при Сибирском энергетическом институте СО АН СССР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского энергетического института СО АН СССР по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130.

Автореферат разослан." "__. 1990 г.

Ученый секретарь специализированного

совета Д002.30.01, кавдвдат технических

наук /7*0.— А.М.Триаечкии

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Л Ш5

ТДйЛ

¡ртацийу

Актуальность проблемы. Одним из решающих факторов для спешной работы автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ) электроэнергетических систем (ЭЭС) является их обеспечение надежной и качественной исходной информацией, которая характеризует режим работы ЭЭС и используется при принятии решений.

Выступающие в качестве такой информации данные получают от устройств телемеханики, а также из других источников (ведомости, прогнозы), но они не всегда удовлетворяют требованиям надежности и точности. Поэтому особое внимание уделяется решению задач информационного обеспечения (КО АСДУ) .

ИО АСДУ должно функционировать автоматически, без участия человека-оператора, в темпе процесса получения данньос о режиме и темпе выдачи управлений ЭЭС. От надежности и точности этих данных во многом зависит надежность и точность предлагаемых АСДУ решений. От погрешностей и ошибок в телеизмерениях (ТИ) научились отстраиваться достаточно успешно с помощью их априорного или апостериорного анализа, и непосредственно методами оценивания состояния. Помимо выявления ошибочных ТИ, при управлении в реальном времени необходимо оперативное формирование расчетной схемы ЭЭС по данным телесигнализации, содержащим информацию о положении коммутационных аппаратов. При ошибках в телесигналах (ТС) возможно искажение расчетной схемы V. появление грубых ошибок в расчетной модели сети, сводящих на нет усилия по управлению ЭЭС. Эти ошибки заставляют зачастую осуществлять ввод данных о состоянии оборудования вручную по данным, получаемым по телефону или из других источников, что впрочем также не гарантирует отсутствие ошибок. Поэтому актуальна достоверизаиия телесигналов о положении выключателей.

Результаты и вычислительная устойчивость алгоритмов, работающих в реальном времени (например, оценивания состояния ЗЭС), существенно зависит от степени неоднородности сети. Она обусловлена наличием различных уровней напряжения и малостью сопротивлений, которыми моделируются в схеме замещения сети шиносоединительные выключатели (ШСЗ), по сравнению с сопро-

тивлениями линий. Неоднородность, связанная с различием в уровнях напряжения, сглаживается на этапе подготовки исходной схемы путем зквивалентирования. Для борьбы с неоднородностя-ми, вызванными малыми сопротивлениями, используют различные математические приемы, например регуляризацию, что несколько усложняет алгоритмы оценивания состояния. Чтобы избежать этого, можно использовать не математическую, а топологическую регуляризацию, под которой понимается эквивалентирование элементов сети с малыми сопротивлениями перед получением оценок и восстановление исходной схемы после получения оценок. Тем самым из исходной информации до расчета режима исключаются данные, плохо влияющие на результаты и вычислительную устойчивость алгоритма оценивания.

Целями данной работы являются:

1) определение влияния плохих ТС на результаты оценивания состояния, в частности разработка методов и алгоритмов, позволяющих выявить ошибки в ТС до решения задачи оценивания состояния ЗЭС и не зависящих от конкретного алгоритма оценивания состояния; создание на основе предложенных методов и алгоритмов программ, обеспечивающих выполнение указанных функций;

2) исследование влияния топологии сети на сходимость процедур обработки измерений при оценивании состояния методом сканирования и разработка алгоритма определения оптимальной последовательности обработки.

Для этого поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследовано влияние ошибочных ТС на результаты оценивания состояния.

2. Проведен анализ существующих методов анализа топологии сети, показаны их достоинства и недостатки, выявлены области их рационального использования.

3. Предложены численные методы и алгоритмы выявления ошибочных ТС с помощью:

а) методов оценивания состояния и идентификации параметров сети;

б) логического согласования ТИ и ТС в вероятностной постановке;

в) анализа невязок контрольных уравнений;

г) решения проблемы достсверизации ТС как задачи дискретного программирования.

4. Исследовано влияние топологических факторов на сходимость процесса оценивания состояния методом сканирования. Разработан алгоритм формирования оптимальной последовательности обработки измерений.

Практическая ценность. Использование предложенных методов и алгоритмов позволяет повысить качество и надежность управления ЭЭС с помощью АСДУ за счет обеспечения их более точной и достоверной информацией. В ЦйУ ЕЭС СССР программы комплекса предлагается использовать для выявления ошибок в устройствах телемеханики, где, нак показывает анализ, вероятность ошибочного формирования схемы довольно высока.

Реализация результатов работы. Предложенные методы и алгоритми реализованы на языке АССЕМБЛЕР для мини-ЭВМ типа ЕС 1010 и ЕС-ЮН в комплексе программ ОЦЕНКА. К ним относятся программа формирования транзитной области комплекса с предварительной достоверизацией ТС, программа достоверизации телемеханической информации, программа расформирования транзитной области и получения оценок параметров режима, программа информационного взаимодействия комплекса ОЦЕНКА с системой ДИСПЕТЧЕР. Первоначально комплекс разрабатывался для работы в реальном времени на ЕС-1010 в РЭУ Иркутскэнерго, затем был переведен на ЭВМ ЕС-ЮН в Ц1!У ЕЭС и включен в состав системы ДИСПЕТЧЕР, функционирующей во всех ОДУ ЕЭС СССР, кроме ОДУ Урала,

Экономический эффект от работы всего комплекса программ ОЦЕНКА в ПДУ ЕЭС составляет 43 тысячи рублей. Аналогичная разработка внедрена в РЭУ Иркутскэнерго. Программа достоверизации ТИ и ТС на основе контрольных: уравнений имеет договорную цену с ЦЦУ ЕЭС в 15 тысяч рублей.

Кроме того, разработанные методы и алгоритмы формирования расчетной схемы сети по достоверным ТС реализованы на языке ФОРТРАН, в комплексе программ оценивания состояния для анализа режимов на персональных компьютерах.

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы докладывались к обсудцались на ХУ1, ХУЛ, ХУШ, XIX конференциях молодых ученых СЭЙ (Иркутск, 1983, 1986,

1987, 1988) ; на Всесоюзных семинарах по оцениванию состояния "Автоматизированные системы оперативного диспетчерского управления" (Иркутск, 1986) , "Информационное обеспечение АСДУ ЗЗС" (Паланга, 1988г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложеннщ на 123 страницах машинописного текста, списка литературы - с. Работа содержит 15 рисунков, 10 таблиц и 2 с. приложения.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведен анализ существующих методов использования ТС при формировании расчетных схем ЭЭС.

Существующие в настоящее время методы анализа показаний состояния коммутационных аппаратов (ТС) , можно разделить на две группы. Первую группу составляют методы формирования схемы сети путем анализа состояния реальных выключателей, выделению узлов и внешних связей, которые войдут в схему сети от каждой подстанции, для этих целей создают специальные базы данных, компиляторы, выделяют зоны переключений, кодируют данные по специальным правилам. В работе проанализированы существующие подходы к формированию топологии сети по ТС. Определены условия, выполнение которых необходимо для успешной работы рассмотренных методов. Положительные результаты при их использовании получаются лишь при условии соответствия показаний ТС, положению коммутационного оборудования. Наблюдающиеся на практике ложные ТС не позволяют получить удовлетворительного решения при использовании рассмотренных подходов. Использовать согласование ТИ и ТС для определения положения выключателей (разъединителей), находящихся внутри подстанций, не представляется возможным, потому что датчики, по показаниям которых определяются телеизмеряемые параметры, располагаются на внешних для подстанции связях или шинах. Из-за недостатка информации для достоверизации ТС, определяющих состояние выключателя (разъединителя), использование математических методов также затруднительно.

Во второй группе рассматриваются подходы, используемые для управления коммутациями на подстанциях, реализованные в

б

виде советчиков или тренажеров по обучении персонала оперативным переключениям. Методы управления коммутациями, автором предлагается использовать как один из дополнительных источников информации для определения истинного показания сомнительных ОТС.

Во второй главе дается постановка задачи идентификации ошибочных ТС и особенности их учета при оценивании состояния.

Для решения этой проблемы предлагается учитывать специфику задач, работающих в реальном времени: оценивания состояния, расчета установившегося режима и ряд других. Характерным отличием этих задач является то, что при формировании требуемой схемы сети основное внимание уделяется не положению отдельного выключателя, а состоянию внешних связей подстанции или группы подстанций, которые входят в расчетную схему. Поэтому целесообразно выделять ошибки не в реальных ТС, а в обобщенных (СТС) , однозначно характеризующих состояние линий (включено/отключено) и формирующихся по показаниям состояний реальных выключателей, возможно ошибочных. При этом появляется возможность выявления плохих ОТС как простым согласованием их показаний с соответствующими ТИ, так и другими методами,рассматриваемыми в этой главе.

Проблема достоверизации ТС отличается от более разработанной проблемы достоверизации Тй, так как млеет дело с дискретными булевскими переменными. Достаточно общие подходы к ее решению в литературе пока отсутствуют, хотя частные методы решения обсуддались.

В СЭИ СО АН СССР для идентификации ТС предлагается использовать один из четырех методов или их сочетание. К ним относятся: I) идентификация сопротивлений линий и оценивание состояния при разном положении выключателей, 2) проверка логического соответствия ТИ и ТС в вероятностной постановке, 3) анализ невязок контрольных уравнений, в которые ТС входят в виде переменных, и 4) подход, использующий аппарат дискретного программирования для определения состояния линий. Следует отметить, что первый метод представляет собой два разных способа использования аппарата оценивания состояния для идентификации ТС.

При первом способе проверка истинности ТС сводится к идентификации сопротивлений или проводимостей сети. При этом идентифицируемые параметры включаются в общий вектор оцениваемых

величин, то есть число компонент вектора состояния увеличивается на число идентифицируемых параметров. При отключении линии ее проводимость падает до нуля или, если имеются параллельные цепи, уменьшается до значения (п — к/п)-Ь > где П -количество параллельных цепей, к - число отключенных цепей,

- проводимость линии при к = 0 • При коммутациях показания ТС долдаы соответствовать изменениям проводимостей линий. Текущую проводимость линии можно определить как

,.д? _ П-К ,

есь-о I п е*7 о

где - проводимость линии на предшествующем коммута-

ь (Л ~ 1 ) п

ции отрезке времени, дЬ^ - изменение проводимости, полученное при идентификации параметров сети, должно соответствовать К отключенным (включенным) цепям.

При втором способе для идентификации ТС анализируются результаты работы задачи ОС. При коммутациях необходимо два раза произвести ОС при разных положениях рассматриваемого выключателя. Истинным состоянием будет считаться то, которому соответствует минимум целевой функции ^ , являющейся взвешенной суммой квадратов отклонений измеренных V и вычисленных величин

Ч> = £ ¡V. - V. (У)^ [у. - V. (У )

(2)

где ¡3 - диагональная матрица ковариаций. В общем случае при гп коммутациях требуется 2 расчетов по программе ОС.

Второй метод - логическое согласование (ЛС) ТИ и ТС в вероятностной постановке.

Логическое согласование ТИ и ТС является наиболее простым способом идентификации ТС. Недостатки этого подхода - отсутствие четких правил принятия решений в случаях рассогласования. Наличие ТИ не во всех линиях. Для повышения эффективности этого метода в данной работе предлагается рассматривать его в вероятностной постановке. Математическая формулировка этого подхода сводится к следующему. Все признаки, по которым можно определить состояние линии, рассматриваются как булевские переменные. Набор из 5 этих признаков обозначим через {I. . ,

2 5

, (ЯС определяется булевской переменной Ь- . Условную вероятность соответствия значения признака!,^ состоянию ^линии 6 • ^ , обозначим через / . В общем случае /О Р/О). Соответственно Р(Ь-^ - априорная вероятность нахождения связи в состоянии Ь^=Н или 0 , ее значение можно определить экспертно. Учитывая особенности сети и опыт эксплуатации можно достаточно точно определить процент нахождения линии во включенном или отключенном состоянии. Кроме этого, из опубликованных работ известно, что во всей совокупности обрабатываемых измерений, практически всегда присутствуют ошибочные. Количество ошибочных ТИ колеблется от Ъ% до20£. Следовательно, значения условных вероятностей ./Ь. .), будут находиться в пределах 0,95*0,80. Имея эти данные м^ожно по формуле Байеса определить апостериорную вероятность состояния связи

Р С Ь.. = а)

Рк(а)

где

ч рда.^р^а-о-) !3>

Для конкретного сочетания имеющегося^набора признаков, можно по формуле (3) подсчитать вероятность появления этого сочетания при С1 =Н и О.—О . Следует принять то значение 0. (Ь..^1! или — 0 ), для которого эта вероятность максимальна.

Пусть для связи I — выделены 3 признака: £ - - значение ТС, Е.. - замер напояжения на связи, 1-- - замеп пе-Ч

петока активной мощности. Получено два набооа признаков:

Допустим доля плохих ТИ напряжения может быть до 30^, и известно также, что конкретная линия 7ОТ времени обычно включена и ЗОЙ времени отключена. Следовательно, имеются следующие априорные данные

0,90-,

О __ / n\

0/V-0) = 0,90",

По формуле (3) определяем априорную вероятность нахождения связи в состоянии Cl= \ и Q = 0 . Для первого случая:

р(У=0,7-0,9-а-0,7)-0,8_ - 0,97959

р/Ьл0,3-(1-0,9)-0?7-(1-0,85)_ e 0 020401

Ц ' 0,7-0,9-( 1-0,7)-0,8+0,3'(1-0,9)-0,7-(1-0,85)

Поскольку для первого набора признаков имеемР(Ь.. = 1) >Р(Ь.. =0) то принимаем решение, что связь включена и Ь-. . ^

Для второго случая:

р(ЫиО,7-(1-0,9)-(1-0,7)-0,8_ _ 0,37217

Ч ' 0,7-(1-0,9) • (1-0,7) • 0,8+0,3-0,9-0,7•( 1-0,85)

Р(МЬ°'3'0'9-°'7-(1-0'В5)_■_ = 0,62783

4 Ч ' 0,7-(1-0,9) • (1-0,7) • 0,8+0,3-0,9-0,7•( 1-0,85)

Так как = то принимаем решение, что связь от-

ключена, и Ь--0 . Справедливости ради следует отметить, что вероятность ошибки во втором наборе велика, поскольку апостериорные вероятности, подсчитанные при а. = i и CL = 0 меньше отличаются друг от друга, чем в первом случае. Но важно то, что эта вероятность известна, к по ней можно судить о надежности полученного результата. В случае необходимости (и возможности) , как это получилось для второго набора признаков, следует привлечь дополнительную информацию, либ

о использовать

другой способ определения истинного состояния линии. Моино предусмотреть и автоматическое выполнение такой процедуры.

Третий метод - это дос-говеризация СТС по анализу невязок контрольных уравнений (КУ). Аппарат КУ ранее использовался для достоверизации ТИ и показал достаточную эффективность КУ называются уравнения установившегося режима, из которых исключены неизмеряемые параметра. Пусть X -вектор неизмеряемых парамет-

ров, V - вектор измеряемых параметров, Ю - вектор исходных данных. Разделим систему УУР

W(X , V , = 0 , на две подсистемы:

(5)

(б)

таким образом, чтобы система была разрешима относитель-

но X . Выражая X из (7) как функцию V и 2) и подставляя в (б), получаем систему

(8)

которая зависит только от измеренных параметров, она наз_вана системой контрольных уравнений. Подставляя значения ТИ V =

где V - вектор истинных значений, а ^ - ошибка измерения, получаем возможность по невязкам КУ (8) проверять наличие в ТИ грубых ошибок. Аналогичные процедуры могут быть применены и для достоверизаши ОТС. 3 самом деле ошибка ТС, как11 ошибка ТИ приводят к значительным невязкам КУ. Для этого предлагается включать ОТС в КУ как переменные. В этом случае (3) имеет виц

\Л/К (V, Ь , = о , (9)

где Ь - вектор, определяет" состояния линий всей рассматриваемой сети.

Формирование КУ типа (9) с переменными & несколько сложнее, чем ¡{У (8). Дело в тем, что переменные Ь входят в УУР в виле пооизведений с параметрами режима, т.е. мультипликативно, например, в вине пооизведений перетока по ветви I ~% Р^ и ТС о включенном или отключенном состоянии этой связи

: Р-- • Ь-^ . Если переток измерен, то обе величины ( Р-• и £)..) полноправно" входят в КУ, так как суть КУ именно в том, ч£о в них входят только измеряемые величины. При этом ошибка ТС эквивалентна появлению ток называемого "плохого" измерения, ошибочное значение которого превышает априори предпо-

лагашееся.

В зависимости от того, как задается состояние линий -одним СТС или двумя ТС по концам линии, предлагаются различные алгоритмы адентификацик. ТС с помощью КУ.

Четвертый мего,д - решение проблемы достоверизации ТС как задачи дискретного программирования. Сн по существу расширяет известные методы ОС, определяющие оценки параметров режима методом наименьших квадратов, когда в число оцениваемых параметров входят булевские переменные - ТС. Путь довольно сложный, так как методы решения дискретных задач такого рода очень трудоемки.

Пусть известны условные вероятности Р значений ТС при известном состоянии связи I - } . Тогда, дополнив (2) учетом вероятностей Р ,л можно поставить задачу нахождения таких оценок величин V = V и Ь =■ Ь , которые доставляют минимум функционалу _ л

л (10)

где второе слагаемое - модуль вектора разностей | | ,

с П » 'о

взвешенных по вероятности С И - диагональная матрица на диагонали которой априорные вероятности истинности значений'?)..); множитель ^Ц нужен для согласования значимости первого и второго слагаемого. Минимизация (10) вдет при ограничениях в виде равенств (8), можно учесть и ограничения в ввде неравенств:

1^(0,6)^?", (II)

где ¥ - вектор параметров режима.

Достаточно простого алгоритма решения задачи достовериза-ции ТС в такой постановке пока не найдено, тем не менее указать на возможность использования аппарата дискретного программирования для идентификации ТС целесообразно в надежде на дальнейшее изучение данного подхода.

В результате сопоставлений рассмотренных методов с учетом ряда ограничений, предъявляемых при работе в реальном времени, для вденти|)икации ТС автор предлагает использовать сочетание второго и третьего методов. Они являются более простыми и л.с<е--тэточно элективными. Кроме этого тпобупт значительно меньше гесупсор ЭВМ Сопзачтивная память, ьпемя), чем идентификация

проводимое той или ..ч.'ениняние состояния, иопсльз.усмое для выявления ошибок в ОТС. ?то позволило реализовать предложенные подходы на управляющих мшш-ЗВМ, для работы в реальном времени. С целью проверки работоспособности алгоритмов и выявления ситуаций, в которых невозможно получить'удовлетворительного решения, проводилась серия расчетов, в которых моделировались всевозможные варианты ошибок в Ш'С и ТИ, а также различные их сочетания..Так, в табл. I сведены результата: расчетов по предложенным алгоритмам для фрагмента реально^.. схем^ЦмУ, состоящей из 12 узлов, 15 связей и 34 ТИ, из них-19'ТИ,перетоков активной мощности и 4 ТИ инъекций в транзитных узлах» Сформировано 9КУ по активной мощности. В таблице приведена данные по линиям,в которых моделировались ошибки в ТИ и ТС или их сочетание. В первой группе ошибка ОТС 6 , для связи 454-473, ьыявляется после логического согласования (£С) ТИ и ТС, так как в этой ликик П'з-зтся 2 ТИ. для связей 0-7 и 453-454 после ЛС определяется кес-."»твч'лчгвие гу-ежцу показаниями ТИ и ТС.

Таблица I.

Последовательность вьявлення ошибочных СТГС в связи

Гпуппа Номе о узла ^ 1 С ТИ в линии

расчета начало коклг после

связи связи 5 ЛС КУ И.Р. Рез.

I группа <_ 453 454 г- 45 ] 5 г - *"> ■± ( О и 0 0 I I I 4 О 0 ООО - 0 0 0 -24. -еоо. г' о Г"? -ОС / . £40.

2 гпуппа 32 453 454 41 454 473 0 0 0 I I I 4 3 5 4 0 0 0 0 0 0 0 с -24. -£С0. -194. 0.

3 группа 32 434 11 472 0 0 0 I I I I I 5 I Т 1 С 1/0 1/0 0 1/0 1/0 0 -ООО. 0. 0.

Примечание: ИСТИн - истинное состояние связи, В - полученный ОТС, ЛС - логическое согласование, КУ - контрольные уравнения, И.Р. - иктеряктившР пежим. _

После до'Стовр'"Ч1:;п.и1!к ПС' ¡{У выявляется «иибка в задании Ь, так как нее ТИ из от.1"- гт>уппн вхсаят в 1(У. Во второй и третьей

группе-дополнительно к ошибкам в ОТС моделировались ошибки в ^ ^75-454 ~ ^ '» ^ = ^ » являющееся непроверенным,

и ошибка ОТС линии 5-6, не имеющей ТИ. Ошибка в ТИ и соответствующем ОТС выявляется только после применения КУ. Ошибка ОТС в линии с непроверенным ТИ определяется в интерактивном режиме, при отказе от него ОТС - включен, если ТИ отлично от нуля. В противном случае, если есть ошибка в непроверенном ТИ (группа 3) , при отказе от режима диалога будет пропущен ошибочный ОТС. Также будет пропущен ошибочный ОТС в линии 5-6 не имеющей ТИ. Известно, что с помощью КУ можно выявить практически все ошибки в ТИ при их двойной и более избыточности. Следовательно, в такой ситуации можно говорить о практически полном выявлении ошибочных ОТС. При избыточности ТИ, менее двойной, что имеет место в реальных схемах, существуют ТИ, невошедшие в КУ. В нашем примере их оказалось 3, что составляет 9% от общего числа измерений. Примерно такое же соотношение приводится и в литературе. Кроме этого, 5-20- ТИ содержит грубые ошибки, которые могут совпадать с непроверенными ТИ. Следовательно можно говорить о 0-9% линий, состояние которых может быть определено неверно, Поэтому необходимо наличие эксперта, который в состоянии обнаружить эти ошибки, для чего полезен интерактивный режим работы. •

В третьей главе рассмотрены вопросы получения расчетной модели сети из исходной модели. Как уже говорилось, результаты и вычислительная устойчивость алгоритмов, работающих в реального времени, существенно зависит от степени неоднородности сети. Она обусловлена наличием различных уровней напряжения и небольших сопротивлении, которыми моделируются в схеме замещения ши-носоединигельные выключатели, шунтирующие линии устройств продольной компенсации. Также имеются ЛЗП, с сопротивлениями на один-два порядка меньше, чем остальные линии. Для борьбы с не-однородностями, вызванными малыми сопротивлениями, используют различные математические приемы, например регуляризацию, что усложняет алгоритмы оценивания состояния. Чтобы избегать этого, предлагается использовать не математическую, а топологическую регуляризацию, под которой понимается эквивалентирование элементов сети с малыми сопротивлениями до работы блока получения оценок. Тем самым из исходной информации до расчета режима ис-

ключаются данные, плохо влияющие на результаты и вычислительную устойчивость алгоритма оценивания.

Основная проблема здесь возникает при выборе порогового значения сопротивления. Линии, имеющие сопротивление меньше порога, подлежат исключению из расчетной схемы сети. При этом возможны ситуации, когда удаление такой линии приведет к искажению результатов, получаемых при оценивании состояния. Поэтому целесообразно до формирования расчетной схемы на основе имитационных расчетов выделить связи, подлежащие удалению. Кроме этого, при формировании схемы сети по ТС возможно разделение на электрически несвязанные районы. Поэтому в расчетной модели сети необходимо выделить отдельные подсистемы.

При динамическом оценивании состояния методом сканирования существенное влияние на сходимость оказывает последовательность обработки измерений. Имеет смысл совместить процесс формирования расчетной модели сети с формированием последовательности обработки измерений. Большое влияние на сходимость оказывает'упрощение матрицы ковариации Р , особенно ее диа-гонализация. Это объясняется тем, что при полной матрице кова-риаций поправки, полученные при обработке очередного измерения

У^ , вносятся практически во все компоненты вектора состояния. При диагонализации матрицы Р. поправки при обработке измерения Уи 1 . вносятся только в те компоненты вектора состо-

г\ +" 1 л /л

яния, для которых элементы строки 0\/к / От ненулевые.

Поправки к вектору У определяются по рекуррентному соотношению, имеющему вид:

(Вук/ау)р1_1(бук/бу)т+гк ' (12)

Влияние ошибок предшествующих'измерений сказывается только на дисперсии оценок компонент вектора > и величина этой дисперсии в свою очередь определяет величину поправки тех компонент вектора ^^^ , которые подлежат изменению при обработке очередного измерения.

Кроме диагонализации матрицу ковариаций, сходимость МС в значительной мере зависит от порядка опроса датчиков (порядка обработки измерений).

Проанализируем формулу (12) с тем, ч'гобы определить фак-

горы, влияющие на оптимальную последовательность обработки измерении. Наиболее рациональным можно считать такой посадок обработки, в котором каждое последующее измерение все в меньшей степени влияет на изменение оценок вектора состояния. Как видно из формулы (12), в первую очередь следует обрабатывать измерения, которые инцвдентны узлам с минимальными дисперсиями оценок векторов и к 5" (в этом случае в знаменателе квадратичная форма минимальна) наиболее точные С - минимально) и максимальным произведением (9 / 3 У)ТдУк . Е'сли априори неизвестны, то можно определять порядок обра-

ботки величинами 3\/к /9V , то есть предпочтение отдавать тем измерениям, которые наиболее сильно влияют на вектор У -гто измерения в наиболее "жестких связях". Они соответствуют связям, имеющим наибольшие проводимость и уровень напряжения.

Исходя из этих рассуждений, последовательность обработки измерений должна быть следующей:

- измерения напряжений;

- измерения, соответствующие наиболее "жестким" связан;

- наиболее точные;

- измерения, смежные ранее оцененным компонентам вектоог состояния.

Причем следует отметить, что для каждого узла из сформированного оптимального списка первыми следует обрабатывать наиболее точные, соответствующие наиболее жесткой связи. Последними обрабатывается измерения инъекций.

Проведенные расчеты подтверждают эффективность предложенного алгоритма формирования последовательности обработки измерений. Для фрагменте реальной схемы, при произвольном порядке обработки измерений приемлемые оценки параметров режима получались через 6-7 тактов работы комплекса ОЦЕНКА. (линия I на рис, I) , в то время как при обработке измерений по предложенному алгоритму, такие же результаты получались уке на втором такте (.¡в ния 2 на рис. I). В ряде случаев произвольная обработка ТЯ вообще давала расходящийся процесс.

В четвертой главе приводится описание комплекса программ ОЦЕНКА, его.место в ОИК АСДУ, алгоритмы, программная реализации и информационное взаимодействие программ. Укрупненная блок-схема комплекса приведена на рис. 2.

1 - произвольный порядок обработки ТИ

2 - оптимальный порядок обработки ТИ.

Рис. 2. Блок —СХО'чО комплекса СЦЕНКА.

Комплекс программ "Оценка" является основой информационного обеспечения оперативно-вычислительной подсистемы ОИК АСДУ. С его помощью строится математическая модель текущего электрического режима ЭЭС и осуществляется достоверкзация всей поступающей из информационно-управляющей подсистемы информации, которая затем используется программами СВП и в дальнейшем программами ИБП.

■ Особенностью работы комплекса является цикличность запуска, с достаточно коротким временем цикла. Это вызывает повышенные требования ко времени выполнения каждой программы и к организации их оптимального взаимодействия.

С целью получения минимальных временных характеристик работы всего комплекса следует, во-первых, распределить функции мевду программами таким образом, чтобы ввделить этапы обработки данных, которые выполняются спорадически или являются вспомогательными для основного алгоритма оценивания и вынести их за пределы цикла. Во-вторых, для уменьшения количества обменов с внешними запоминающими устройствами и рационального использования оперативной памяти, целесообразно организовать информационное взаимодействие программ комплекса через транзитную область (ТО) заранее определенной структуры, находящуюся в оперативной памяти ЭВМ, и сформированную вне реального времени.

Комплекс ОЦЕНКА включает в себя решение следующих задач:

- формирование схемы сети по обобщенным ТС с их достове-ризацией;

- достоверизация ТИ и ТС;

- получение псевдоизмерений;

- динамическое оценивание (фильтрация ошибок ТИ и дорас-чет всех неизмеренных параметров режима ЭЭС);

- адаптация используемых моделей.

Взаимодействие комплекса с другими программами и с пользователями-технологами осуществляется на основе единой информационной базы данных. Это в свою очередь снижает трудозатраты, необходимые при эксплуатации комплекса.

Комплекс программ ОЦЕНКА является частью информационной диспетчерской системы ДИСПЕТЧЕР. Отображение необходимой информации осуществляется средствами системы в табличной форме и на структурных схемах, представляющих собой фрагменты реально! сети.

Технические характеристики комплекса приведены в табл. 2

Таблица 2

Тип ЭВМ (пах объем схемы Объем ОП Отображение Пример

объем схемы Время

ЕС 1010 64 узла 96 связей 512 ТИ II.8 Кб 2. Структурные формы 12 уз. 18 св. 51 ТИ 8 с

ЕС 1011 160 узлов 256 связей 512 ТИ 30 Кб 1. ЛБД 2. Струк.ф. 3. Таблицы 149 уз. 241 св. 400 ТИ~ 304-40 с

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Предложены и исследованы алгоритмы контроля достоверности ТС, по показаниям которых формируется расчетная схема сети при оценивании состояния, в тем числе: с помощью идентификации пассивных параметров сети, логическим согласованием ТИ и ТС в вероятностной постановке, с помощью анализа невязок КУ, в которое ТС входят как переменные, с помощью аппарата дискретного программирования. Рассмотрены возможности использования для достовсоизации ТС программ тренажеров оперативных переключений .

2. Показана возможность использования сочетания различных способов дсстоверизации ТС, а именно: вначале осуществлять "грубую" достоверизацкю ТС по согласованию их показаний со значениями соответствующих ТИ, а затем уточнять показания сомнительных ТС по анализу невязок КУ. При двойной и более избыточности ТИ, можно говопить' о практически стопроцентном выявлении ошибочных ОТС.

3. Определено влияния ряда топологических факторов к разработан алгоритм формирования оптимальной последовательности обработки измерений, от которой зависит сходимость процесса ОС методом сканирования.

4. Предложена и разработана структура комплекса программ, позволяющая наилучшим образом использовать ресурсы ЭВМ, легко добавлять новые блоки, без дополнительных трудозатрат заменять к модифицировать программы.

5. Разработанные алгоритмы реализованы в программах, используемых в ИДУ Е'ЗС, РЗУ Иркутскэнерго. Анализ полученных

результатов позволяет сделать вывод о достаточной цффектив-носги предложенных методов.

6. Определены направления дальнейших исследований, среди которых реализация предложенных методов на микро- и мини ЭВМ. Построение расчетной схемы сети будет иметь иерархическую структуру. Микропроцессоры, установленные на подстанции, могут в качестве одной из функций выполнять контроль за схемой соединений, вести протокол срабатывания коммутационных аппаратов. В центр управления передаются только наиболее общие параметры. При этом возрастают трудности, связанные с координацией .моделей для различных уровней.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы.

1. Колосок И.К., Ополева Г.Н., Зм Л.В. Комплекс ЗАМЕР для обработки контрольных замеров в ЗХ //Алгоритмы обработки данных в электроэнергетике.-Иркутск:СЗЙ,1982.-С.30-37.

2. Эм Л.В. Специализированная база данных о режимах и статистике (ДОРИС) функционирования ЭЭС. Труды Х1У кокер,молодых ученых СЭИ. Иркутск, 1983. Деп. "5982-85.

3. Эм Л.В. Специализированная база данных для задач оценивания на ЕС ЭВМ.//Информационное обеспечение диспетчерского управления в электроэнергетике.-Новосибирск:Наука,1985гС.1СЗ-Ш.

4. Эм Л.В. Формирование топологии сети с элементами достс-вериззции. Труды ХУЛ конф. молодых; ученых СЭИ. Иркутск ,198£:.,

с ?.

5. Зм Л.В. Формирование оперативной расчетной схемы по достоверным телесигналам. Материалы ХУШ конф'.молодых ученых СЭИ. Иркутск, 1987. Деп. ?:8696-В87.

6. Зм Л.В. Проверка состояний линий при формировании расчетной схемы с помощью контрольных уравнений.-Трупы XIX конф. молодых ученых СЭИ. Иркутск, 1988. с.8.

7. Колосок И.Н., Зм Л.В. Достоверизация телемеханической информации с помощью контрольных уравнений //Информационное обеспечение.Задачи реального времени б диспетчерском управлении. Каунас: ИФГПЭ, 1989.-0.97-102.

8. Гамм А.З., Эм Л.В. Достоверизация телесигналов при оценивании состояния //Электронное моделирование. 1990. '"2. - С.79-84.