автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Принципы и методы автоматизированного проектирования систем бесперебойного электропитания

На правах рукописи

Рогулина Лариса Геннадьевна

ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Специальность: 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования

(промышленность)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

4 АПР 2013

Владимир-2013

005051397

Работа выполнена на кафедре «Системы автоматизированного проектирования» в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

(ФГБОУ ВПО СибГУТИ)

Научный консультант -

Официальные оппоненты-

Ведущая организация -

Сединин Валерий Иванович, доктор технических наук! профессор, ФГБОУ ВПО СибГУТИ, заведующий кафедрой «Системы автоматизированного проектирования», г. Новосибирск

Жигалов Илья Евгеньевич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ), заведующий кафедрой «Информационные системы и программная инженерия», г. Владимир

Фроловский Владимир Дмитриевич, доктор технических наук, профессор кафедры «Автоматизированные системы управления» ФГБОУ ВПО Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), г. Новосибирск Янишевская Анна Генриховна, доктор технических наук, профессор кафедры «Инженерная геометрия и САПР» ФГБОУ ВПО Омский государственный технический университет (ОмГТУ), г. Омск

ФГБОУ ВПО Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, г. Барнаул

Защита диссертации состоится «19» июня 2013 г. в 15.00 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.025.01 при ВлГУ по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87, ауд. 335-1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВлГУ.

Автореферат разослан «/^ » марта 2013 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью", просим направлять по адресу университета: 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87, ВлГУ, учёному секретарю диссертационного совета Д 212.025.01

Учёный секретарь диссертационного совета д.т.н., доцент

/У

Н. Н. Давыдов

Актуальность темы. Производство высокоэффективных систем вторичного электропитания отвечает актуальным задачам снижения энергоёмкости продукции на промышленных предприятиях нашего государства. Сложность решения производственных задач заключается в том, что широкое внедрение цифровой техники требует повышения качества преобразования электрической энергии, надёжности, электромагнитной совместимости устройств и бесперебойности электропитания. Современные системы бесперебойного электропитания характеризуются сложным, разнородным конгломератом устройств преобразования и резервирования энергии, защиты, мониторинга, вентиляции и т.п., "наличием источников и рецепторов кондуктивных помех, широким спектром мощностей, сложной геометрией пространственного размещения устройств в шкафах и производственных помещениях, большим числом нелинейных элементов. Анализ и синтез проектных решений современных систем бесперебойного электропитания и устройств, входящих в их состав, на основе поверхностного представления о протекающих в них физических процессах (по априорным методам оценки реакции на деструктивные воздействия) приводят не только к высокой погрешности при определении характеристик системы, но и увеличению вероятности возникновения аварийных ситуаций.

Для обеспечения производства современных высокоэффективных систем бесперебойного электропитания необходимо создать интегрированную среду «проектирование - производство - эксплуатация» с применением новейших вычислительных средств, программного обеспечения и мирового опыта построения систем автоматизированного проектирования (САПР).

Фундаментальный вклад в теорию САПР электротехнических устройств внесли российские и зарубежные учёные: И.П. Норенков, Д.А. Аветисян, В.М. Одрин, Ф. Цвики и др. Существующие САПР ориентированы на инженерно-технические отделы по разработке и производству электронной аппаратуры, где используются априорные методы оценки уровней кондуктивных помех и частные способы их снижения (использование помехоподавляющих фильтров, экранирование, защитное заземление и пр.). Для удовлетворения требований по функциональной совместимости входных характеристик проектируемой системы электропитания с первичным источником энергии и выходных характеристик с питаемым оборудованием необходима разработка ряда моделей, отражающих физические процессы в динамических режимах и при деструктивных воздействиях, а т^кже методов их параметризации.

Процесс синтеза систем электропитания пока ещё недостаточно автоматизирован и опирается на субъективный опыт специалистов с. итерационной отладкой количества модулей в шкафах с устройствами электропитания, длин соединительных кабелей, способов размещения в производственных помещениях, где решается задача однокритериапьного структурного, либо параметрического синтеза в установившихся режимах. При этом, для упрощения технологии производства и снижения материальных затрат используются типовые, классические проектные решения, не

удовлетворяющие современным требованиям по электромагнитной совместимости устройств.

Таким образом, комплексный подход к решению задачи автоматизации проектирования современных систем бесперебойного электропитания, основанный на интеграции циклов «проектирование - производство — эксплуатация» позволит избежать аварийных ситуаций, уменьшить временные затраты на проектирование, сократить расходы на эксплуатацию, повысить надёжность и помехозащищённость выпускаемых систем бесперебойного электропитания. Поставленные задачи по созданию интегрированной среды управления циклами «проектирование - производство - эксплуатация», начиная от совершенствования моделей физических процессов в динамике, методологии САПР и заканчивая её программной реализацией, представляет общетеоретический и практический интерес.

Объектом исследования являются проектные процедуры современных систем бесперебойного электропитания путём структурного - параметрического синтеза и анализа, увеличения числа критериев оптимизации, включая моделирование физических процессов в динамических режимах с ограничениями по эксплуатационным характеристикам.

Предметом исследования являются средства математического моделирования, процедуры синтеза и анализа систем бесперебойного электропитания, алгоритмы многокритериальной оптимизации и программная реализация маршрутов проектирования для практической реализации САПР.

Цель работы. Основной целью настоящей работы является совершенствование принципов и методов автоматизированного проектирования систем бесперебойного электропитания на основе совокупности моделей, алгоритмов и программных средств, реализующих жизненный цикл «проектирование - производство - эксплуатация».

В соответствии с поставленной целью, необходимо решить следующие основные задачи:

1. Провести анализ современных отечественных и зарубежных электротехнических САПР, выделить основные существующие проблемы в данной области и определить принципы совершенствования автоматизированного проектирования систем бесперебойного электропитания, современные требования к САПР, целевые задачи проектирования и архитектуру технических средств для её реализации.

2. Провести многоуровневую декомпозицию проектируемой системы бесперебойного электропитания по функциональному, структурному и параметрическому аспектам с целью раздельного проектирования с учётом согласования принимаемых проектных решений и создать И/ИЛИ-дерево проектируемого объекта.

3. Выполнить формализацию метода структурно- параметрического синтеза системы бесперебойного электропитания с разнородными структурами на основе морфологического подхода, заключающегося в целенаправленном

поиске рациональной структуры из морфологического множества, представленного в виде И/ИЛИ-дерева.

4. Усовершенствовать метод автоматизированного блочно-иерархического проектирования систем бесперебойного электропитания путём формирования маршрутов с процедурами, включающими структурно-параметрический синтез, анализ системы в статическом и динамическом режимах и многокритериальную оптимизацию, основанную на методе динамического программирования.

5. Разработать математические и имитационные модели базовых элементов систем вторичного электропитания для анализа в динамических режимах и при деструктивных воздействиях, используя современные схемотехничёские решения и методы анализа.

6. Провести апробацию САПР систем электропитания и внедрить в производство на предприятиях и в учебном процессе.

Методы исследования. Поставленные задачи решались с использованием методов моделирования сложных систем, динамического программирования, дискретной математики (теории графов, теории множеств, математической логики), . системного анализа и многокритериальной оптимизации. В работе использовались современные достижения в области САПР электротехнических устройств, создания баз данных, компьютерные технологии и математическое программирование. Общей методологической основой являлся системный подход.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложен новый принцип построения многоуровневой модели системы бесперебойного электропитания, где иерархия элементов определена их функциональным взаимодействием, внутренней структурой организации и последовательностью выполнения проектных процедур.

2. Установлены логические связи возможных математических операций над графами моделей для формализации синтеза проектируемой системы электропитания с разнородными взаимодействующими структурами разных уровней, повышающие достоверность моделирования за счёт согласования характеристик моделей смежных уровней иерархии и учёта норм электромагнитной совместимости в процессе проектирования для предотвращения аварийных ситуаций при эксплуатации.

3. Разработан метод автоматизированного блочно- иерархического проектирования систем бесперебойного электропитания, где сформированы маршруты, процедурами которых являются структурно- параметрический синтез и анализ, обеспечивающий высокую точность за счёт увеличения числа критериев оптимизации, включая динамические режимы и систему ограничений, учитывающую требования технического задания и нормативно-технической базы с применением трёхэтапного метода динамического программирования.

4. Разработан ряд моделей схемных решений устройств вторичного электропитания для анализа физических процессов в динамических

режимах и при деструктивных воздействиях, а также способ их параметризации, что даёт возможность выявлять плохо предсказуемые эффекты на самых ранних стадиях проектирования и исследовать более широкий класс устройств.

5. Проведена апробация САПР систем электропитания объектов связи (для радиорелейных линий связи и цифровых телефонных станций) с внедрением результатов при их производстве на предприятиях страны (имеются акты внедрения) и в учебном процессе переподготовки специалистов проектных организаций и промышленных предприятий (имеется акт внедрения).

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием математического аппарата при проведении исследований и доказательстве теоретических положений результатами компьютерных расчётов и данными имитационных испытаний.

Практическая ценность. Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что усовершенствованные методы, разработанные имитационные модели и алгоритмы послужили основой для создания и внедрения программных средств по проектированию устройств и систем бесперебойного вторичного электропитания. Создана библиотека базовых схем и комплектующих узлов с нормативно- технической базой ограничений, входящих в состав систем электропитания, позволяющая повысить эффективность САПР. Разработанные компоненты САПР: методы и алгоритмы оптимизации, математические и имитационные модели позволяют исследовать динамические характеристики разнородных структур устройств электропитания, входящих в состав системы, а также создавать оптимальные структуры с необходимыми для практического использования характеристиками. Последнее повысит достоверность выбора защитных устройств и уменьшит вероятность возникновения аварийных ситуаций во время эксплуатации. Предложенные в работе модели и алгоритмы проверены на практике путём сравнения с экспериментальными и статистическими данными из опыта эксплуатации.

Полученные в работе результаты позволяют проводить расчёт динамических характеристик разнородных структур системы электропитания, когда по различным причинам нельзя провести экспериментальные исследования на объектах (проверка режима короткого замыкания в нагрузке и при других деструктивных воздействиях).

Система автоматизации проектирования устройств и систем электропитания может быть использована как самостоятельный программный модуль или в сочетании с имеющимися комплексами на предприятиях, выпускающих электронное оборудование, оборудование связи, источники бесперебойного электропитания и в учебном процессе.

Внедрение работы. Научные результаты внедрены на предприятиях, предоставляющих услуги связи местного и регионального значения, на территории России, а также выпускающих электропитающее оборудование,

системы бесперебойного электропитания и другие устройства электронной техники. Исследования, проведенные в ходе работы, являются составной частью НИР по теме «Фундаментальные аспекты новых информационных и ресурсосберегающих технологий». Её результаты использовались при разработке источников гарантированного электропитания аппаратуры связи в научно - исследовательской лаборатории преобразовательной техники при ФГБОУ ВПО СибГУТИ, где проводились исследования параллельной работы конверторов напряжения (имеется акт внедрения ОНИЛ ФГБОУ ВПО СибГУТИ г. Новосибирска). Результаты исследований использовались при внедрении новых технологий развития телевизионных и радиовещательных сетей (имеются акты внедрения ООО «Телесиб» и ФГУП РТРС по СФО «Сибирский региональный центр») и нашли практическое применение при модернизации электрической сети сотовой связи (имеется акт внедрения ЗАО «Новосибирская Сотовая Связь-^450»). Результаты работы также использованы на практике (имеются акты внедрения ОАО «Сибирьтелеком» в г. Новосибирске) при выполнении проектных работ по модернизации системы бесперебойного питания на стороне постоянного тока, где проведена замена автоматов рядовой защиты по результатам исследований динамических режимов работы проектируемой системы. Результаты исследования параллельной работы конверторов напряжения также внедрены в учебный процесс на кафедре «Беспроводных информационных систем и сетей» ФГБОУ ВПО СибГУТИ. САПР нашла применение при выполнении хоздоговорной научно-исследовательской работы «Разработка конструкции микросхемы импульсного интегрального драйвера светодиодов с управлением по среднему току», выполняемой согласно договору между «Новосибирским заводом полупроводниковых приборов с ОКБ» (НЗПП с ОКБ) и ФГБОУ ВПО СибГУТИ (имеется акт внедрения). Теоретические результаты данной работы были использованы при разработке дистанционных курсов по направлению Т28: «Проектирование систем электропитания» в Межрегиональном учебном центре при ФГБОУ ВПО СибГУТИ.

Апробация работы. Результаты, полученные в работе на разных этапах её выполнения, докладывались и обсуждались на:

- Международной научно-технической конференции «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта», Москва, 2011;

- Международной научно-технической конференции «Информатика и проблемы телекоммуникаций», Новосибирск, 1997,1998;

- Российской научно-технической конференции «Информатика и проблемы телекоммуникаций», Новосибирск, 1999; 2001; 2004...7; 2011;

- Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения», Новосибирск, 2006;

- Всероссийской научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития энергетики связи - 2000», Санкт-Петербург, 2001.

Публикации. Основные результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, опубликованы в 63 печатных работах, из них 5 монографий, 4 патента и 18 входят в перечень ВАК.

Личный вклад. Лично автором получены все основные результаты исследований и выполнена экспериментальная проверка.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Принцип построения многоуровневой модели системы бесперебойного электропитания, где иерархия определена функциональным взаимодействием уровней, внутренней структурной организацией и последовательностью выполнения проектных процедур.

2. Формализованные процедуры структурно- параметрического синтеза проектируемой системы электропитания с использованием теории графов и заданием маршрутов (ориентированных графов) согласования характеристик моделей смежных уровней иерархии.

3. Метод и алгоритм автоматизированного проектирования систем бесперебойного электропитания, объединяющий процедуры структурно-параметрического синтеза, анализа и многокритериальной оптимизации с применением метода динамического программирования.

4. Библиотека моделей для анализа физических процессов в динамических режимах и при деструктивных воздействиях и их параметризация.

5. Результаты апробации САПР систем электропитания.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемой литературы и приложения. Работа содержит 263 страницы из них б страниц приложения, 86 рисунков, 47 таблиц и 186 наименований используемых литературных источников.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследования, показана её научная новизна, практическая значимость результатов работы. Приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Принципы автоматизации проектирования систем электропитания» поставлена цель и решена задача разработки принципов автоматизации проектирования на основе многоуровневой иерархической модели системы электропитания (в широком смысле) с использованием графического описания минимально неделимых элементов. При формировании групп родственных свойств системы учитывались функциональные, структурные и параметрические аспекты. Объектом проектирования является система бесперебойного электропитания для предприятия, которая представляет собой комплекс взаимовлияющего оборудования с множеством механизмов возникновения деструктивных воздействий. При рассмотрении функционального аспекта учитывалась взаимосвязь системы электропитания с потребителем энергии и первичным источником энергии (сетью общего

электроснабжения). Устройства, входящие в состав системы электропитания являются как источниками кондуктивных помех для других потребителей и первичных источников энергии, так и рецепторами по отношению к ним (рисунок 1). В системах электропитания существует множество и других

Ответственные потребители

Источники "в" и рецепторы "о" помех

Рисунок 1 - Схема взаимодействия объекта проектирования с сетью общего электроснабжения и потребителями

деструктивных воздействий, распространяемых по цепям питания аппаратуры, что связано с удаленным размещением резервных источников энергии (аккумуляторных батарей), имеющих значительную величину индуктивностей соединительных шин и кабелей. Длина кабелей и шин определяется способом их присоединения к распределительным устройствам и их количеством. Кроме того, потребители электрической энергии постоянного и переменного тока являются комплексной нагрузкой с нелинейным и импульсным характером, определяемым соотношением реактивных и активных мощностей. Сложность анализа функционирования проектируемого объекта заключается также в том, что большинство современных устройств, входящих в состав системы электропитания работает на основе импульсных технологий с преобразованием энергии на высокой частоте, что вносит искажения в формы потребляемого тока и напряжения сети общего электроснабжения. Частоты кондуктивных помех могут меняться в очень широких пределах - от десятков и сотен герц до радиочастотных и они классифицируются по ряду признаков (рисунок 2), а их влияние на промышленное оборудование разнообразно - от непредсказуемых временных ухудшений характеристик канала передачи информации и сбоев цифровой техники до полной деградации оборудования и соединительных

кабелей. Учёт работы системы электропитания при внешних воздействиях по входу и выходу позволит оценить уровни кондуктивных помех и предотвратить названные явления. При описании элементов различных уровней иерархии введено ограничение на число параметров и сформировано множество элементов, аналогичных по функциональному назначению. А именно, при оценке уровней кондуктивных помех учитываются (несимметричные, регулярные, импульсные помехи с широким энергетическим спектром, низкочастотные и высокочастотные (рисунок 2).

Рисунок 2 - Исследуемые типы иерархии кондуктивных помех

В работе рассмотрены и сопоставлены современные методы анализа и синтеза, а также возможности построения на их основе САПР. Из результатов проведённого обзора следует, что наиболее оптимален морфологический метод, преимуществом которого является систематизация процессов, возможность алгоритмизации и компьютерной реализации при комплексном подходе к проектированию. Впервые идеи морфологического метода были изложены швейцарским учёным Ф. Цвикки в 30-« годы прошлого столетия и в дальнейшем были развиты рядом исследователей, таких как В.М. Одрин, C.B. Акимов и др. Исследования, представленные в этих работах, посвящены методологии морфологического анализа, путём формирования морфологических деревьев и таблиц. Вопросы моделирования морфологического множества освещены крайне слабо или вовсе не рассматриваются. Поэтому, в настоящей работе предлагается развитие теории морфологического синтеза и анализа применительно к процессам проектирования систем бесперебойного электропитания промышленных объектов, где в состав морфологического множества описаний модели включены: структуры систем и устройств электропитания; 3D- схемы, учитывающие пространственное размещение блоков и соединительных кабелей, шин; коммутационные и защитные устройства; показатели качества функционирования в динамических режимах.

Принцип автоматизации проектирования основывается на использовании 4 — уровневой модели морфологического анализа и синтеза (рисунок 3 а). Где на первом этапе формируется многоуровневая

Интеграция

1 ЭТАП

Реализация

2 ЭТАП

Специс >икация + Морфологическое множество

1 ЭТАП

Идентификация

+Алгоритмы

+Формализация

а)

Введение электронных справочников

/ Справочник / параметрических [ описаний элементов I морфологического \ множества

X

Справочник номенклатурной идентификации

Введение состава системы (конструкторская спецификация)

^Приоритеты вариантов^ ^Многовариантность у

х

Проектирование спецификаций на устройства и системы

м * /

Модуль маршрутов по структуре системы и электрической сети

1 I

у

Модуль алгоритмов

структурно-параметрического синтеза

А

Модуль алгоритмов многоварианшого параметрического анализа_

Реализация альтернативных решений системы со сводными спецификациями

б)

Рисунок 3 - Иллюстрация морфологического подхода к процессу проектирования систем электропитания

иерархическая модель системы электропитания и создается номенклатурный справочник идентификации (рисунок 3 б). При формировании основных уровней иерархии исследуемого объекта учитывалось функциональное назначение системы электропитания, обеспечивающее работоспособность оборудования промышленного объекта (рисунок 4). Система электропитания должна выполнять следующие функции: принимать энергию от сети общего электроснабжения (СОЭ) или других источников при пропадании сети, преобразовывать её с учётом технических требований потребителей и нормативно- технической базы; распределять и передавать её потребителям, обеспечивать электробезопасность персонала и защищать устройства системы электропитания от внешних воздействий, а также обеспечивать заданное

Системы генерцгавання электрической энергии (СТЭ)

<?и.

Собственные ^ алсктростанцни (СЭ)

-Ш

Бензиновые _ (БЭ)

-Чу

Системы общего "(алдсгроснабжения (СОЭ)

. Дизельные (ДЭ)

¡Газовые (ГЭ)] I Топтаные аяеяопы (ТЭ) |

С1:

Системы

резгрвнровання элсктршсской энергии (РЭ)

УРОВНИИЕРАРХИИ

I - ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ (ИЭ>

Солнечные батареи (СБ)

Аккумуляторные батареи (АБ)

Герметичные (ГАБ)

V ипу

.Си»

Негерметнчные (ИГАБ)

Инверторы , . . напряжения (И) Чм/

Выпрямительные устройства (ВУ)

Конверторы напряжения (К)

Системы; преобразования электрической энергии (СПЭ)

Автомпичеашй ввод резерва (АВР)

Сзи

Вводно-раслределительные шкафы (ВИД)

Системы комМу1ацнн (СК)

П-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНРР1ТНИ (ПЭ)

Система передачи и распределив!* энергии (СП и РЭ)

________,_______д..,, 9

Радиально- магистральная (РМ)

Радиальная (Р)] £ ¡Магистральная (М)| |

__а

Сети постоянного тока (СПТ)

Сета переменного тока (СПЕРТ)

I

Си,

Смешанная (С),

Ш - КОММУТАЦИЯ, ПЕРЕДАЧАМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ

(К. СП н РЭ)

1 ' • ■• • I

I [Централизованная (Д) | [Децентрализованная (ДЦ)|

фи*

Система вентиляции и кондиционирования воздуха (СВ и КВ)

| Заземление (3) I Малннезащтв (МЗ)

Система защиты (СЗ)

♦О.«.

-¿и,

Потребители переменного тока (ПЕТ)

Потребите»! постоянного тока (ПОТ)

IV-БЕЗОПАСНОСТЬ И СРЕДА

(Б и С)

о и.

о и,

V-ПОТРЕБИТЕЛИ ЭИЕРПШ К' (ПЭ)

Рисунок 4 —

Многоуровневая иерархическая модель системы электропитания 12

состояние воздушной среды в производственных помещениях для нормальной работы оборудования и жизнедеятельности персонала. С точки зрения выполнения перечисленных функций, последовательности проектных процедур и этапов производства систему электропитания можно представить в виде модели, состоящей из пяти основных иерархических уровней: Источники энергии (ИЭ); Преобразователи энергии (ПЭ); Системы Коммутации, Передачи и Распределения Энергии (К, СП и РЭ); системы Безопасности и охраны окружающей Среды (Б и С); Потребители энергии (П). При дальнейшем разделении проектируемого объекта на иерархические уровни и их анализе в качестве основного аспекта выбран функциональный при сохранении последовательности выполнения проектных процедур, а при рассмотрении идентичных ' объектов в пределах одного уровня - конструкторский и технологический. Источниками энергии являются, как правило, СОЭ или собственные электростанции (СЭ), поэтому приоритет отдан системе генерирования электрической энергии (СГЭ) на иерархическом уровне Источники энергии. Система резервирования энергии (РЭ) используется только при бесперебойном энергоснабжении в течение короткого промежутка времени до запуска агрегатов, входящих в состав оборудования системы СГЭ. При формировании иерархического уровня Преобразователи энергии

последовательность определяется тем, что для питания оборудования ответственных потребителей (объекты связи; охранная и пожарная сигнализация, включая охранное телевидение; аварийное освещение, а также объекты добычи, транспортировки газа и нефтепродуктов; подземные хранилища газа; котельные установки; системы пожаротушения) требуется напряжение постоянного тока, поэтому главную роль среди преобразователей энергии (СПЭ) играют выпрямительные устройства (ВУ). При использовании мониторинга и компьютерных технологий для хранения важной информации о состоянии оборудования промышленного объекта, включая систему бесперебойного электропитания необходимо обеспечить бесперебойное энергоснабжение информационных компьютерных сетей. Поэтому, второе место занимают И, выполняющие данную функцию. Конверторы (К) формируют дополнительные уровни напряжений постоянного тока для уменьшения габаритных размеров систем электропитания и снижения материальных затрат на их изготовление. Они подключаются к выходу мощных ВУ, обеспечивающих подачу напряжения более высокого уровня, поэтому К расположены на последней ступени в иерархической структуре. При формировании модели уровня Коммутация, передача и распределение энергии учитываются принципы организации' взаимодействия между отдельными устройствами системы электропитания через распределительные устройства (РУ) и соединительные кабели (шины). Существует целый ряд технических решений, отличающихся количеством РУ и способами их присоединения к основным устройствам системы электропитания. Только при осуществлении соединений между отдельными блоками других подсистем, возможна передача электрической энергии и распределение её по потребителям, что также

определяется последовательностью выполнения проектных процедур. Следовательно, блок системы коммутации (СК) располагается над блоком системы передачи и распределения энергии (СП и РЭ). При формировании модели подсистемы безопасность и среда учитывается, что система электропитания не сможет выполнять основную функцию, если не будет защищенной от деструктивных воздействий, что определяет её надёжность. Поэтому, приоритет отдан системе защиты (СЗ). Выбор оборудования СВ и КВ определяется структурой проектируемой системы электропитания и её полной комплектацией, поэтому она находится на более низком уровне. Для продления срока службы герметичных аккумуляторных батарей (ГАБ) и нормального функционирования устройств И- ого уровня (ПЭ) регулируется температурный режим отдельных устройств. При зарядке аккумуляторной батареи происходит выделение газов в окружающую среду, поэтому необходимо производить очистку воздуха для обеспечения нормальной жизнедеятельности персонала, а при запуске СЭ образуются выхлопные газы. СВ и КВ обеспечивает циркуляцию воздуха и его очистку от вредных примесей.

Для выполнения второго этапа проектирования: конструкторской спецификации в соответствие с рисунком 3 б использован аппарат ориентированных графов с заданием маршрутов, поэтому модель проектируемого объекта (рисунок 4), представлена в виде логического И -дерева с вырожденными ИЛИ — вершинами. Здесь Су — векторы параметров подсистем проектируемых объектов в пределах одного уровня (/ — порядковый номер подсистемы в пределах основного уровня иерархии, _/ - количество вариантов, отобранных альтернативных проектных решений присоединённых объектов); Ць» -векторы параметров объекта, присоединённых к стволу дерева иерархии в пределах одного основного уровня (А:- порядковый номер присоединённого объекта, т — количество вариантов, отобранных альтернативных проектных решений). Для создания сквозной связи между узлами ствола дерева введён единичный коэффициент связи, что позволяет создавать непрерывность вдоль ствола дерева с сохранением параметров при прохождении через исключающую подсистему, если она не заложена в проект. Например, при использовании ГАБ не всегда требуется установка системы СВ и КВ и т. п. Параметры вектора Си нижних уровней зависят от параметров {/ь, более высоких уровней иерархии и наоборот, поэтому при формализации объектов необходимо учесть взаимозависимость всех объектов проектируемой системы электропитания.

Во второй главе «Методы и алгоритмы автоматизированного проектирования систем электропитания» описываются методы автоматизированного проектирования систем электропитания, на базе которых разработаны алгоритмы, положенные в основу САПР.

Для формирования структуры проектируемого объекта в пределах каждого иерархического уровня составлены графы с вырожденными ИЛИ (V) -вершинами для всех пяти уровней. Так, например на II - ом уровне, ЛЭ, принято к рассмотрению к, т и р - вариантов комплектации из различных

блоков ВУ, И и К, соответственно (рисунок 5 а), где количество сочетаний ВУ и И изменяется от 1 до и, а количество вариантов преобразователей энергии от 1 до Элементы различных уровней имеют логическую И (&) - связь вдоль ствола дерева, как показано на рисунке 5 б. Для учёта различных ЗЭ - схем прокладки соединительных кабелей и шин, которым соответствуют определённые схемы системы электропитания, определены все возможные маршруты графа, один из которых приведён на рисунке 5 в.

ВУ1 ВУ,

, Схема системы электропитания

Цемтралигоааниая

ч/

Децентрализованная

Маршруты системного графа

Схема ПЭ {

ЗР-схема |

Магистральная

Радмально - магметральная

V/

чу/

постоянного тока

переменного тока

безаккумуляториая

с отделенной ог нагрузки ДБ

оп Цп» ^ ои ы

Рисунок 5 - Графы проектируемого объекта уровня Преобразования энергии (ПЭ) (а) и Системы электропитания (б). Маршруты графа (в)

Для выполнения третьего этапа проектирования (рисунок З а) по реализации альтернативных решений проведена количественная оценка свойств объектов всех уровней модели (рисунок 4), где введены векторы параметров: внешние, внутренние и выходные (рисунок 6). Внешние параметры характеризуют внешнюю среду, оказывающую влияние на функционирование системы электропитания или её устройств, к которой относятся сеть общего электроснабжения {С1...С4}, потребители энергии - оборудование промышленного объекта {с^}, параметры окружающей среды {С19...С21}, экономические показатели - тарифы на энергопотребление {с22---С24}, определяемые категорией предприятия (заказчика). Для удовлетворения

требований по электромагнитной совместимости проектируемой системы электропитания с сетью общего электроснабжения и питаемым оборудованием

предприятия в вектор С включены показатели качества преобразования энергии {с5...с17}. На этапе синтеза структурной схемы системы электропитания проводится параметрическая

параметров вектора V (см. рисунок 6).

оптимизация выходных

Внутренние параметры

Внешние параметры С={С1...С<,Сд...С17,С18.Си—сг1.са---сг4>

X, • • • Хм

Выходные параметры

номинальны* маюричаски*

показатели гачвстаа фактор* фаобразоавния

нагрузки | эхомомичасхнг

шшатмчаспм / Управляемые

показатели качаста I преобразования ]

пошатали I «ойомическво. |над»жн0сти|

мссолуатафонные

комстрраивиы*

Рисунок б - Параметры синтезируемой системы электропитания

При выборе объектов в пределах одного уровня решается задача параметрической оптимизации внутренних параметров А',/, где N - число элементов, входящих в состав всех уровней, а п - размерность вектора. Для верификации проектных решений техническому заданию используются управляемые параметры, которые принимают конкретные величины в зависимости от критериев оптимизации, к которым относятся показатели качества преобразования энергии, экономические показатели и показатели надёжности. Множество допустимых граничных значений (£>;) управляемых переменных определяются требованиями нормативных документов на соответствующие типы объектов (ГОСТИ 109-97, ГОСТ351628-2000, ГОСТ Р51717.6.5-2006; РД 45.063-99 и т.д.) и техническим заданием (заказчиком).

Разработанный алгоритм автоматизированного проектирования системы электропитания (рисунок 7) состоит из четырёх взаимосвязанных этапов (патент на изобретение №2468425).

I этап - параметрическая оптимизация количества вершин графов (элементов) на всех пяти иерархических уровнях в соответствие с алгоритмом:

^ ПЬормирование " "{на основе ТЗ

Синтез элементов

. _ (вывод параметров Х| ,\/| схемы СЭП

Рисунок 7 - Алгоритм работы САПР систем электропитания

17

1) минимизация целевой функции F(Xj)~* min по показателям качества

преобразования энергии (1- критерий в таблице I, включающий коэффициент искажения синусоидальности напряжения К и, действующее значение пульсаций напряжения гармонических составляющих Umk, коэффициент

мощности нагрузки coscp и т. д) по всем векторам Xj , I = \—N (рисунок 6), т.е. выполняется поиск

Я ] = min X/ m

Таблица 1 - Целевые функции элементов системы электропитания

Обоз. Вектор

J (СО.Ч<р„ )-'. Пн\ ■СоЛо^ао.О. gM. "'о ■ 4». Г'». '»Ъ - 1) 3, 3)

'1^1 0'Oas -Tq ' М-,ТВДВ.ТС), АВ Л'лсХ'лв ') 2) 3)

'es ,Т0 1 CS-TBCS>TCX С£ X c£stncs i 1 •> 3) з) -

Wj) t'mh <■ t'nCOt" ^П SV-^^VeV ВУ-^СЛВУ' f 'sV-ПВУ- "'SV j' 0 2) »

ЪЩ) 1 Чк • t'r* 1 ■ i•'«21 • ^ПОП • К-C0S vi ' >V' * > Ts К' ^äf к • "к • WK | 1 1> » 3) ^

W) jKVä.cosyy,' .Ttt"x „,TB„,„.C„.ti„.»'я| 6 i) '

^CBuKB^-j) '|^0.07--^огог-^гя-Af -T*1 ci'TßCß'^CT 1) 2) 3)

2) минимизация по показателям надёжности (2-ой критерий таблицы 1, включающий среднюю наработку на отказ Т0, среднее время восстановления Тд и другие), т. е. находим

Я 2 = min[^ + min xj] (2)

3) минимизация по экономическим показателям (3-ий критерий, включающий массу блоков m и стоимость изделия С), т. е. поиск

X; = min[A> + min х/1 '

J (m+\)<.I<n ' к }

II этап - структурно - параметрическая оптимизация, где отбираются схемотехнические решения из отобранных элементов в результате 1-го этапа оптимизации согласно графа рисунка 5 б, где исключены элементы подуровня К, СП и РЭ. Поиск локальных экстремумов целевой функции при заданных граничных условиях (£>7) производится, аналогично, по трём критериям: качества энергии, надёжности и экономическим показателям (рисунок 6). Процесс оптимизации разбивается натри взаимоувязанных действия:

У/ (Xj) = min

3)

Целевая функция системы электропитания (СЭП) представляется в виде:

М j=l >=1 м /=! j=\ j=1 j--\

где пм — число элементов N— ого уровня; mN — количество вариантов для N—ro уровня; Vjf — составляющие целевой функции для j— го варианта /-го элемента J -ого уровня.

Ill этап - структурно- параметрическая оптимизация, где отбираются 3D-схемы прокладки соединительных кабелей, шин с учётом возможных маршрутов (рисунок 5 в). Объектом синтеза являются виды, длина и стоимость кабелей (шин) и типы РУ, где задача синтеза сводится к выбору количества и мест пространственного размещения РУ, точек прикрепления их к устройствам, входящим в состав системы электропитания и потребителям - оборудованию промышленного объекта. На размещение узловых точек в монтажном пространстве накладываются ограничения соответствующие условиям нормативно - технической базы, технических требований заказчика и отобранных архитектур проектируемой системы электропитания. Проводится поиск локальных экстремумов при заданных граничных условиях для элементов третьего уровня, а функция цели представляется в виде:

(ХЛ/), где п/ц - число элементов III уровня; тт -

количество вариантов для III-го уровня; ( х/// - составляющие целевой функции таблицы 2 (активное сопротивление кабеля или шины Лпр, его индуктивность ¿пр, падение напряжения ДС/ и др.) для у'-го варианта /-го элемента III - его уровня.

+ min Vj 18S/S22

+ min Vj 12</<15

2)

(4)

™пф=> X

Таблица 2 - Целевые функции элементов уровня "Системы Коммутации, Передачи и Распределения Энергии"

Обоз. Вектор

4>сп» рэ(Лу) { - Апр • Зцр : эс-(- пр '

ФсзЩ) {Кр^ср р • Д? • Щсз }

После третьего этапа проводится анализ работы системы электропитания в динамических режимах на моделях проектных решений, отобранных по результатам оптимизации. Расчёт переходных процессов при деструктивных воздействиях со стороны первичных источников энергии и потребителей проводился на разработанных моделях в среде МАТЬАВ/ЗтиПпк (рисунок 8).

Начало

[Ввод параметров модели

Модуль многовариантного анализа

Моделирование ■^завершено-*

Модуль структурно-параметрического синтеза

Вывод результатов расчета

Рисунок 8 - Алгоритм анализа динамических характеристик

20

IV этап - корректировка выходных параметров системы электропитания

V по результатам расчёта переходных процессов, где проводится оценка уровней кондуктивных помех, выполняется параметрическая оптимизация переменных графа рисунка 5 б и поиск глобального экстремума целевой функции (5), включая элементы пяти уровней с учётом весовых коэффициентов, граничных условий и физической реализуемости вариантов. Конечными результатами поиска оптимального решения является 30- схема отобранной структуры системы электропитания с определёнными элементами, входящими в её состав и техническими характеристиками, а также параметры вектора выходных данных, представленного в виде:

1) мчестизичти. 2) »«петое™ 3) мономт«*«

. (6)

В вектор выходных параметров включены показатели качества энергии, такие как КПД (ц)\ тепловые потери АР; полная мощность SBx; коэффициент мощности х ; энергетический коэффициент Кэ, коэффициент несинусоидальности Кгг и т.д. Требования к показателям надёжности зависят от категории электроснабжения промышленного объекта и включают вероятность безотказной работы за определённое время Р, среднее время безотказной работы Т0 , коэффициент готовности Кг. К основным экономическим показателям относятся: стоимость единицы массы Су и объёма Су оборудования системы электропитания, включая соединительные кабели (шины); материальные затраты с учётом тарифа за энергопотребление С,, С2.

Для решения задачи синтеза проектируемой системы электропитания на всех четырёх этапах оптимизации согласно алгоритму (рисунок 7), используется метод динамического программирования (рисунок 9), где процесс минимизации целевой функции F, разбит на три взаимосвязанных последовательных действия в зависимости от критерия оптимизации Л7 -показатели качества энергии (ЭН), надёжности (Н) и экономический критерий (ЭК). D - область граничных значений целевых функций.

Для выполнения проектной процедуры многокритериальной минимизации в блоке 6 (рисунок 7) использован метод достижения цели Марка Гембики, который реализован в разработанной САПР посредством пакета прикладных программ Toolboxes/Optimization. Выбор структурных схем проектируемой системы электропитания в блоке 10 определяется согласно выражению:

S = (Д, v Д2..Д, v B2t v S2J...fi2, v541 v B42...B4k v Bit v В5г..Д„)&(ВМ vBn...B,„) , (7)

где By - матрицы инцидентности подсистем иерархии рисунка 4; i,j, n,k,m — число элементов (I... V) уровней, соответственно.

: Подзадача 1

[ Начало ] / Ввод Л/ /

Выбор 0\

Подзадача 2

(г?")

ш±у

1 Ял >

Выбор Д'/Н

Выбор Р2

Е

Подзадача 3

11Ц11 ЪьЛ/) <к

Выбор А7Н

Выбор О}

., I

.111111

( Конец)

Рисунок 9 - Алгоритм оптимизации системы электропитания

Выбор возможных маршрутов в блоке 14 проводится по функциональному признаку соответствия структур системы электропитания и ЗО- схема прокладки соединительных кабелей и шин на основе статистических данных из опыта эксплуатации современных промышленных систем электропитания. Для количественной оценки вариантов проектных решений в блоке 15 вычисляется матрица достижимости Р по заданной матрице смежностей А у с помощью алгоритма Уоршалла:

Р = А V Л(2) V А0) V... V Л(л), где А = (4, \>Ап...Аи \,Аи V Д,2...Л4> V/!,,

В третьей главе «Автоматизация структурно-параметрического синтеза систем электропитания» приводится пример использования предложенного алгоритма при разработке системы электропитания аппаратуры радиорелейных линий связи. Результаты подтверждены расчётами посредством разработанной

22

CAIIP при следующих исходных параметрах: основная мощность потребления при напряжении 48 В и 24 В, соответственно 26 кВт и 6 кВт; мощность потребления хозяйственными нагрузками - 12 кВА.

В качестве комплектующих блоков проектируемой системы электропитания используется промышленное оборудование Российских и зарубежных производителей, таких как ОАО Промсвязь, АТС- КОНВЕРС, Eltek, Silcon Power Electronics (APC), и др. В результате выполнения первого этапа (блок 7, рисунок 7) многокритериальной минимизации отобраны наилучшие элементы всех уровней иерархии системы электропитания но

результатам оценки внутренних параметров Xj . Результаты оценки

параметров векторов Xj всех подсистем выводятся в виде таблиц нормированных функций цели С,/ или двухмерных гистограмм. На рисунке 1 Оа представлена двухмерная гистограмма Системы преобразования энергии.

Рисунок 10 - Результаты оценки вариантов проектируемых объектов: Системы преобразования энергии (а) и Системы электропитания (б)

Результаты отбора альтернативных проектных решений структурных схем системы электропитания (II этап оптимизации, рисунок 7), представлены в виде трёхмерной гистограммы на рисунке 10 б для нормированной целевой функции У/(Х,).

Основные параметры отобранных наилучших вариантов элементов иерархии рисунка 4 приведены в таблице 3. В состав системы электропитания вошли следующие элементы: дизельные (ДЭ) и газовые (ГЭ) электростанции, аккумуляторные батареи (АБ) в качестве резервных источников энергии (РЭ), а

также выпрямительные устройства (ВУ), конверторы (К) и инверторы (И) напряжения.

Таблица 3 - Наилучшие элементы Системы преобразования энергии

Модель Мощность, кВА яэ Модель Мощность, кВА п лэ

Р188Р1 18 О ЯА.1П-6 РЯЭ! 2,1 0,91 3,1-Ю"

3 ш РЯв II 2,1 0,91 2,9-10°

Р62ЕР18 61,5 2,32-10"° РЯЭ III 2,1 0,91 2,7-10"»

Р808Р1 80 2,3-10-« ИБП-4 2,9 0,91 2,3-10»

р> и РС75Е1 75 2,14-10-» 3-48-24/360-12 8,64 0,8 2,6-10-®

Р<340Р1 40 2,1-Ю-6 4-48-24/240-8 5,76 0,8 2,5-10®

о о. 0рг51200 1,58-10-' 081-48-1200 1,2 0,98 5,2-107

ОРхУвОО 1,82-10-' ИАТ1000-2 1 0,95 6,1-10®

В четвертой главе «Автоматизация структурно-параметрического синтеза электрической сети» приводятся практические результаты структурно-параметрической оптимизации ЗЭ-схемы прокладки соединительных кабелей (шин) в соответствие с отобранными структурными схемами проектируемой системы электропитания по расч&гам матрицы достижимости Р. Объектом синтеза являются проводящие элементы (кабели, шины), соединяющие между собой отобранные элементы системы электропитания с оборудованием радиорелейных линий связи. При синтезе использованы радиальные, радиально- магистральные, а также де- и централизованные схемы, которые различаются способами подключения распределительных устройств (РУ), количеством РУ и обходных путей. Вариации количества Центральных распределительных устройств (ЦРУ), РУ и распределительных щитов (РЩ), а также их пространственного размещения, точки присоединения потребителей и пути прокладки проводов определяют многовариантность решения рассматриваемой задачи синтеза.

В качестве целевой функции принимаем вектор, включающий внутренние

параметры элементов СП и РЭ иерархии рисунка 4:

ФспиРэ(Х)={КПР'1ПР^ПР^иэс,СПР},

где &пг - сопротивление провода, ^пг - индуктивность, 5л/>-

поперечное сечение провода, активные потери в проводах, СПР -

стоимость провода (экономический показатель).

Исходными данными для выполнения третьего этапа синтеза системы электропитания являются результаты структурно - параметрического синтеза и дополнительные данные: пространственное размещение (расстояние от сети

общего электроснабжения до ЦРУ - ¡с^цру =0'6 км> расстояние от ГЭ до

ЦРУ - 1рэЦРУ =1,5 км, расстояние от РУ] до ЦРУ - Ьу.цру =0>3 км, расстояние от РУ2 до ЦРУ - ¡ру2 цру^О, 6км: расстояние от ВУ до ЦРУ -1ругцру =0,012 км, расстояние от К до ЦРУ - 1ругцру =0,009 км,

расстояние от И до ЦРУ - 1Ру2 цРУ= 0,014 /ш), производственные помещения

(общая площадь и высота) для трансформаторов, ГАБ, ГЭ, СК и потребителей; геометрическая конфигурация монтажного пространства и допустимые области размещения оборудования.

Проектируемая система электропитания включает одиннадцать элементов: СОЭ, ГЭ, ГАБ, ВУ, К, И, ЦРУ], РУь РУ2, потребители постоянного и переменного тока. Учитывая пространственные координаты размещения элементов схемы, размеры составляющих системы электропитания и требования по размещению устройств и элементов, сформирована схема трассировки кабелей (рисунок 11), где возможные направления размещения кабелей в трассе изображены стрелками.

П| 1 1. ь,

РУг

ПОТРЛОСТ.

ТОКА -,> Г"

Рисунок 11 - Схема трассировки и размещения устройств системы электропитания в производственных помещениях

Численный эксперимент поиска ттФГЯи РЭ (X) (19 блок алгоритма рисунка 7) показал, что многошаговые вариации по критериям оптимальности

'для различных маршрутов рисунка 11 совпадают с выбором по одному критерию - минимальной длине. В таблице 4 приведены результаты минимизации длин жил /, потери в проводящих элементах Д{/эс и

стоимость проводов СПР> где в индексах элементов проводки (в скобках) указан номер варианта трассировки.

Таблица 4 - Результаты минимизации дайн жил

Фрагмент сети Количество жил Длина, км Потери, % Стоимость, тыс. руб.

СОЭ->ЦРУ1(3) 5 0,61 1,12 129,93

ГЭ—>ЦРУц8) 5 1,507 2,78 320,99

ГАБ-»РУ1(1) 3 0,0038 1,24 0,718

РУ1(1) ->ЦРУ1(9) 3 0,3051 3,9 57,66

ВУ—>РУц4) 8 0,002 0,63 0,506

РУ1(4)-»ЦРУюч 8 0,3051 3,92 77,19

К->РУ,(5) 8 0,0049 1,2 1,24

РУ10)-»ЦРУ,(17) 8 0,3051 3,2 77,19

И-»РУ,Р) 8 0,006 1,76 1,518

РУ1(9)-ЦРУ1(25) 8 0,3051 3,7 77,19

ЦРУ,-^РУ2(1) 3 0,6400 3,98 421,6

РУ20)-+П. ПОС. Т. (2) 3 0,0093 1,79 1,76

ЦРУ.-РУад 5 0,6505 4,0 629,6

РУ2(з>-»П.пер. т.(6) 5 0,008 1,81 1,7

По результатам поиска ш1пФгл„,э (X) и гшп Фск (X) сформировано множество вариантов отобранных схем проводки в совокупности с отобранными коммутационными устройствами [(СП и РЭ) + СК]. Для всех вариантов Х(Сл и рэ> + ск выполнена многокритериальная параметрическая оптимизация по экономическим показателям и показателям надёжности, результаты оценки представлены в виде трёхмерной гистограммы рисунка 12.

В результате поиска п«пФ(СП1,га)+ог (X) отобраны шесть наилучших вариантов Х(Сп» рэ> + ск»для которых в таблице 5 представлены экономические показатели и надёжность. В данной таблице приведены основные результаты оценки экономических показателей: расход топлива-газа (Л/сэ) с учётом работы в аварийном режиме; затраты на топливо (3ТОп). необходимые для обеспечения работы системы электропитания в аварийных режимах, где расчёт массы (объёма) топлива проводится исходя из продолжительности работы от СЭ Тт = 3 ч, конструктивная масса СЭ не учитывается. Расчет надёжности -

26

вероятности безотказной работы ^э 5 проведён за период времени Т = 1 ч, а вероятности отказа резервированного элемента - для однократного

резервирования, т.е. коэффициент резервирования КрЭ= 2.

Рисунок 12

Таблица 5 - Показатели оценки вариантов Х(Сп и рэ) + ск

№ Показатели надёжности Экономические показатели

Рэ & вэр Мсэ, М3 Зтоп> руб

1 7,4724-10"6 0,999992527 7,473-10'6 55,8457-10~12 63 453,6

2 7,4694-Ю-6 0,999992530 7,470-10"6 55,8009-10"12 57,6 414,72

3 7,4684-10"6 0,999992531 7,469 10"6 55,7860 10'12 63 453,6

4 7,4713-Ю"6 0,999992528 7,472-10"6 55,8308-10"12 63 453,6

5 7,4683-10'6 0,999992531 7,469 10"6 55,7860 10"12 57,6 414,72

6 7,4673-10"6 0,999992532 7,469 10"6 55,7860-1012 63 453,6

В пятой главе «Оптимизация системы электропитания с учётом влияния кондуктивных помех» приводятся результаты анализа (блок 20 алгоритма рисунка 7) работы практической системы электропитания в динамических режимах на моделях отобранных проектных решений.

Расчёт состоит из трёх этапов:

1) формирование математических моделей проектируемых устройств для различных режимов работы по данным технического задания, а также

1.0- ...

0,8« 0.25-

„„ ____ __________„.,, ».О

по экономическим и в —- . Л

показателям гп,п ™ т»1ч>. и

по показателям надёжности

- Результаты оценки различных вариантов [(СП и РЭ) + СК]

техническим характеристикам и структурным схемам вариантов, отобранных в

результате оптимизации;

2) моделирование процессов при деструктивных воздействиях и расчет

уровней кондуктивных помех по переходным характеристикам;

3) проведение гармонического анализа с помощью быстрого преобразования Фурье по кривым потребляемого тока, полученных в результате расчёта переходных процессов исследуемой модели.

Выполнен расчёт переходных процессов аварийного и нормального режимов работы системы электропитания в среде МАТЬАВ^тиЬпк (см. рисунок 8) при варьировании активной и реактивной составляющих мощности потребляемой аппаратурой связи. Исследования динамики проектируемой системы электропитания показали, что на переходные процессы в большей степени влияет соотношение реактивной и активной составляющих потребляемой мощности. __

На четвёртом этапе проведена корректировка выходных параметров ^сэп по результатам расчёта переходных процессов, а также оценка уровней кондуктивных помех и параметрическая оптимизация отобранных проектных решений системы электропитания. Параметры переходных режимов наилучших вариантов представлены в таблице 6, где <Щ - установившееся отклонение напряжения в цепи переменного тока, коэффициент

искажения синусоидальности кривой напряжения, ^„и, - коэффициент несимметрии напряжения по нулевой последовательности, ^пнри, -коэффициент временного перенапряжения, /имп - величина импульсного тока при длительности Дги = 1 с.

Таблица 6 - Оценка уровней кондуктивных помех системы электропитания

Параметр

Режим зи,, % Кщ , % Кои,, % ■^ПЕШ, , Лмп, % при

Папиант от. ед. ДГи=1с

Норма отклонения ±10 12 4 1,47 20

1 нормальный ±9,2 11,4 3,7 1,36 19

аварийный ±9,8 11,9 4,0 1,45 19,9

2 нормальный ±8,8 11,1 3,5 1,41 17,5

аварийный ±9,6 11,6 3,8 1,47 18,3

3 нормальный ±8,2 10,4 2,1 1,1 15

аварийный ±9,2 11 зд 1,4 18,0

Параметрическая оптимизация энергетических показателей проектируемой системы электропитания проводилась по двум параметрам: максимальное отклонение выходного напряжения от установившегося значения 611 х и длительность переходного процесса Л (рисунок 13, а). На рисунке 13 б представлен сетчатый график поверхности вариантов Усэп проектируемой системы электропитания по двум критериям - би1 и ¿7, где допустимые значения альтернативных решений расположены ниже граничного уровня (плоскость 0,4).

Рисунок 13 - Результаты четвёртого этапа синтеза: переходный процесс (а); результаты оптимизации (б)

В результате проведения последнего этапа (блок 23 рисунка 7) - поиска глобального экстремума целевой функции по выражению (5) и минимизации выделенных проектных решений системы электропитания получена оптимальная структура (см. рис. 14), включающая: ГЭ типа Р040Р1 мощностью 80кВА, АБ типа ОргБ ёмкостью ЗОООА ч; ВУ типа ИБП- 4шт по 12 модулей и одной стойки с 9 модулями (две стойки), К - два модуля типа СПН 3-48-24/360-12, И - одна основная стойка и одна резервная типа 081-48-1200. По расчётам вектора выходных параметров система потребляет мощность 79,4419 кВА, интенсивность отказов Лсэп = 7,4683-10"6; объём топлива с учётом продолжительности работы от СЭ Тт = 3 ч. составляет Ум сэ-57,6 м3. Предложена радиально-магистральная схема распределения электрической энергии с „ применением автоматов защиты ЭРХ-125/3 Р/ 125А и ЭРХ-160/ЗР/160А, время срабатывания которых не превышает /у_=1,9 с. Показатели качества энергии соответствуют техническим требованиям и нормативным документам по вводу объекта в эксплуатацию: ди^ <9,2%,

< 11%, Кщ < 3,1%, ^ПБШ, < 1,4, /имп < 18 %• Для цепи постоянного

тока: 5иу = +6,2/-5,4, 511 п < 11 %, VИ ¿1,34.

В результате выполнения всех проектных процедур согласно рисунка 3 и алгоритма рисунка 7 получена структурная схема оптимальной системы электропитания, построенная по радиально-магистрапьной схеме с минимальными длинами проводов (в км), приведёнными на рисунке 14.

Рисунок 14 - Структурная схема оптимальной системы электропитания

Для подтверждения корректности разработанной САПР проведён расчёт системы электропитания внутренней (мини) АТС при следующих исходных данных: диапазон изменения входного напряжения 85...265 В, выходное напряжение 48 В, максимальная выходная мощность 500 Вт, частота преобразования 50 кГц. Для бесперебойного электропитания используются одно и много- модульные выпрямительные устройства (ВУ), работающие в буферном режиме с АБ. В процессе выполнения структурно - параметрической оптимизации проводилась минимизация высших гармонических составляющих (п) входного тока 1вх (рисунок 15) при варьировании структур построения ВУ, параметров промежуточного трансформатора и элементов сглаживающих фильтров, являющихся основными источниками обратных помех. В результате получена оптимальная структура ВУ, представленная на рисунке 16.

Во всем рабочем диапазоне мощностей (Рн) с учётом отклонении входного напряжения (!/„) осуществлена проверка показателей качества энергии. Для примера на рисунке 17 приведена графическая зависимость коэффициента мощности СЙ от входного напряжения.

п - номер гармоники

норм. знач. ■ ГОСТР51317.3.2-99

Рисунок 15 - Результаты минимизации гармонических составляющих входного тока

Рисунок 16 - Оптимальная структура одномодульного ВУ электропитания

мини АТС

X 1.0

100 Вт 200 Вт 400 Вт

300 Вт

100

150

200

250

ивх.в

Рисунок 17 - Зависимость коэффициента мощности х от входного напряжения при варьировании мощности нагрузки оптимального ВУ

В данной главе также представлены результаты автоматизированного проектирования ВУ для электропитания аппаратуры радиорелейной линии связи с применением разработанной САПР, где оптимизировались не только структура, параметры, но и количество параллельных модулей при токе одного

модуля 200 А. Минимизация содержания гармонических составляющих входного тока проводилась для следующих исходных данных: выходное напряжение 24 В, диапазон выходных мощностей 4,8... 19,2 кВт, частота

преобразования 70 кГц.

В результате проведения структурно - параметрической оптимизации получена структура, состоящая из четырёх выпрямительных модулей (рисунок 18), параметры которой удовлетворяют требованиям нормативных документов по производству данного типа устройства и технического задания, а именно коэффициент гармоник тока АГгг не превышает 4 % во всем диапазоне токов нагрузки /н (рисунок 19 а), а КПД не менее 0,9 (рисунок 19 б).

220/380 В

Рисунок 18 - Оптимальная структура многомодульного ВУ

Кг,,%

4.5

4 -к--3.5 -

3 2.5 2 1,5 1 • 0.5 -0

200

400

600

800

1],% 95

1„,А

93 91 89

норм.

4.6

9.5 14,5

б

19,5

РВЫХ.КВТ

Рисунок 19 - Результаты оптимизации параметров многомодульного ВУ

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы:

1. Разработан новый принцип построения многоуровневой модели сложной электротехнической системы, где иерархия элементов определяется

32

функциональным взаимодействием разнородных элементов, внутренней структурной организацией и последовательностью выполнения проектных процедур.

2. Выполнена формализация метода структурно- параметрического синтеза системы бесперебойного электропитания: установлены логические связи и последовательность операций над графами моделей, получены выражения для установления соответствия между характеристиками моделей смежных уровней иерархии, выполнена параметризация динамических характеристик с учётом норм электромагнитной совместимости для повышения достоверности моделирования и предотвращения аварийных ситуаций при эксплуатации.

3. Усовершенствованы принципы и методы автоматизированного проектирования систем бесперебойного электропитания на основе совокупности моделей, методов, алгоритмов и программных средств, реализующих жизненный цикл «проектирование - производство -эксплуатация».

4. Разработаны критерии оптимизации, включающие качество функционирования в динамических режимах и систему ограничений, учитывающую требования технического задания и нормативно-технической базы; получены целевые функции и разработан алгоритм многокритериальной оптимизации с применением трёхэтапного метода динамического программирования. Включение в критерии оптимизации динамических характеристик позволит исключить проведение натурных испытаний по оценке уровней кондуктивных помех и снизить проектно-эксплуатационные расходы.

5. Разработан ряд математических и имитационных моделей для анализа физических процессов в динамических режимах и при деструктивных воздействиях, позволяющий расширить круг поиска оптимальных вариантов и детализировать выбор блоков системы электропитания, что повысит эффективность проектирования за счёт расширения спектра синтезируемых устройств, структур и конструктивных решений.

6. Проведена апробация САПР:

- при модернизации систем бесперебойного электропитания радиорелейных линий связи и цифровых телефонных станций на предприятиях г. Новосибирска;

- при выполнении хоздоговорных совместных научно-исследовательских работ на НЗПП с ОКБ по разработке интегральных микросхем;

- в учебном центре ФГБОУ ВПО СибГУТИ по переподготовке Ъпециалистов, занимающихся проектированием и разработкой систем бесперебойного электропитания.

Предложенные в работе решения, соответствуют существующей в настоящее время тенденции развития принципов и методов автоматизированного проектирования сложных систем, их оптимизации на

этапах проектирования, которые направлены на повышение эффективности и надёжности. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о возможное™ и необходимости широкого внедрения и использования предложенной САПР систем электропитания промышленных объектов в практических разработках.

Перечень основных публикаций по материалам диссертации

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК России:

1. Рогулина, Л.Г. Автоматизация проектирования систем гарантированного элеюроснабжения [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Вестник Сибирской государственной автомобильно - дорожной академии//СибАДИ. -Омск, 2012. - Вып. 4 (26). - С. 95-99. (диссертант -100%)

2. Рогулина, Л.Г. Автоматизация проектирования выпрямительных устройств [Текст]/ Л.Г.Рогулина // Омский научный вестник. - Сер. Приборы, машины и технологии. - 2012. - № 2(110). - С. 310-313. (диссертант - 100%)

3. Рогулина, Л.Г. Принципы автоматизированного проектирования установок электропитания повышенной надежности [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Электросвязь. - 2012. -№3. - С. 62...64. (диссертант -100%)

4. Рогулина, Л.Г. Автоматизация выбора аппаратов защиты в сетях постоянного тока [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Научный вестник НГТУ. - 2012. -№1(46). - С. 145-148. (диссертант-100%)

5 Рогулина, Л.Г. Автоматизация проектирования систем электропитания для предприятий связи [Текст]/ Л.Г.Рогулина // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2011. - Том 17, №4. - С. 927-930. (диссертант -100%)

6 Рогулина, Л.Г. Многовариантная оптимизация установок электропитании для телекоммуникаций [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Научный вестник НГТУ. -2011. -№3(44). - С. 53-60. (диссертант- 100%)

7 Рогулина, Л.Г. Морфологический метод синтеза установок электропитания для телекоммуникаций [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Омский научный вестник.-2011.-№2(100).-С. 209-214. (диссертант- 100%)

8 Рогулина, Л .Г. Оценка внутренних помех систем электропитания радиорелейных линий связи [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Омский научный вестник. - 2010. -№ 3(93). - С. 285...290. (диссертант- 100%)

9 Рогулина, Л.Г. Анализ надёжности систем электропитания телекоммуникационного оборудования [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2010. - Том 16,

№3. - С. 698-703. (диссертант -100%)

10. Рогулина, Л.Г. Исследование динамических свойств сложных систем [Текст]/С.С. Абрамов, А.М. Сажнев, Г.А. Воинцев, В.Б.Малинкин, Л.Г.

Рогулина // Вестник Тамбовского государственного технического университета. -2009. - Том 15, №1. - С. 35-42. (диссертант - 80%)

11. Рогулина, Л.Г. Исследование динамических свойств нелинейной системы [Текст]/ С.С. Абрамов, Л.Г. Рогулина, И.И. Резван, A.M. Сажнев //Омский научный вестник. - 2008. -№ 4(73). - С. 158-161. (диссертант - 80%)

12. Рогулина, Л.Г. Динамические режимы системы при внешних воздействиях [Текст]/ С.С.Абрамов, A.M. Сажнев, Д.Н. Левин, В.Б. Малинкин, Л.Г. Рогулина // Известия Томского политехнического университета. - 2008. -Том 313, №4. - С. 92-95. (диссертант - 75%)

13. Рогулина, Л.Г. Алгоритм управления параллельными устройствами [Текст]/ Л.Г. Рогулина, Д.Н. Левин, В.Б. Малинкин, С.С. Абрамов // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. - 2008. - Выпуск 2(19). - С.43-45. (диссертант - 80%)

14. Рогулина, Л.Г. Структурно- параметрический синтез систем электропитания [Текст]/ A.M. Сажнев, Л.Г. Рогулина, С.С. Абрамов // Научный вестник НГТУ. -2007. - №4(29). - С. 157-168. (диссертант - 80%)

15. Рогулина, Л.Г. Исследование влияния несимметричной и динамической нагрузок на помехоустойчивость системы электропитания [Текст]/ A.M. Сажнев, Л.Г. Рогулина, A.C. Гусельников // Научный вестник НГТУ. - 2007. -№4(29). - С. 169-177. (диссертант - 75%)

16. Рогулина, Л.Г. Влияние нагрузки на помехоустойчивость системы электропитания в режиме резервирования [Текст]/ В.Б. Малинкин, Л.Г. Рогулина // Электросвязь. - 2007. - №8. - С. 27-29. (диссертант - 85%)

17. Рогулина, Л.Г. Структурно-топологический синтез электрических сетей [Текст]/ Л.Г. Рогулина, Д.Н. Левин //Электросвязь-2007. - №8. - С. 3033. (диссертант - 80%)

18. Рогулина, Л.Г. Проектирование токораспределительных сетей постоянного тока с использованием пакета SIMULINK [Текст]/ A.M. Сажнев, Л.Г. Рогулина // Электросвязь. - 2006. - №12. - С. 35-38. (диссертант- 70%)

Патенты:

19. Рогулина, Л.Г. Способ автоматизированного проектирования систем бесперебойного электропитания [Текст]/Л.Г. Рогулина// Патент РФ № 2468425, 2011. (диссертант- 100%)

20. Рогулина, Л.Г. Источник бесперебойного питания в цепи постоянного тока [Текст]/ Л.Г. Рогулина,,А.М. Сажнев // Патент РФ № 2330321, 2008. (диссертант - 75%)

21. Рогулина, Л.Г. Способ защиты от перенапряжений электрических сетей постоянного тока [Текст]/ С.С. Абрамов, Л.Г. Рогулина, A.M. Сажнев // Патент РФ № 2321124,2008. (диссертант - 70%)

22. Рогулина, Л.Г. Способ оценки помех в системах электропитания [Текст]/ Л.Г. Рогулина //Заявка: 2011119705/07, 2012, Бюл.№33. (диссертант -100%)

Монографии и учебные пособия:

23. Рогулина, Л.Г. Проектирование устройств электропитания: Монография [Текст]/ Л.Г. Рогулина. - Новосибирск: Наука, 2011. - 195 с.

(диссертант -100%)

24 Рогулина, Л.Г. Алгоритмы синтеза и управления в динамических

системах: Монография [Текст]/ В.Б. Малинкин, Л.Г. Рогулина, С.С. Абрамов. -Красноярск: СибГАУ, 2009. - 172 с. (диссертант - 80%)

25 Рогулина, Л.Г. Теоретические основы синтеза систем электропитания: Монография [Текст]/ Л. Г. Рогулина, А. М. Сажнев. -Новосибирск: СибГУТИ, 2007. - 171 с. (диссертант - 75%)

26 Рогулина, Л.Г. Электропреобразовательные устройств

радиоэлектронных систем: учеб. пособие [Текст]/А. М.Сажнёв, Л.Г. Рогулина

- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2011. - 220 с. (диссертант - 65%)

27. Рогулина, Л.Г. Электропитание устройств и систем телекоммуникаций. Сборник примеров и задач: учеб. пособие [Текст]/ А. М. Сажнёв, Л.Г. Рогулина - Новосибирск: ФГОБУ ВПО СибГУТИ, 2012. - 266 с. (диссертант — 55%).

Публикации в других изданиях:

28 Рогулина, Л.Г. Выходное сопротивление импульсных источников электропитания [Текст]/ Ю.Д. Козляев, Л.Г. Рогулина // Радиотехнические и оптические системы связи: Сб. науч. тр. учеб. заведений связи// ЛЭИС. - л.,

1988. - С. 55-62. (диссертант - 45%)

29 Рогулина, Л.Г. Моделирование импульсных источников

электропитания [Текст]/ Ю.Д. Козляев, Л.Г. Рогулина / БУ "Депонированные рукописи", ВИНИТИ, №11, 1988. - Деп. в ЦНТИ "Информсвязь". (диссертант -

50%)

30 Рогулина, Л.Г. Механизм возбуждения импульсных источников электропитания [Текст]/ Ю.Д. Козляев, Л.Г. Рогулина //Системы и средства передачи информации по каналам связи: Сб. науч. тр. учеб. заведений связи// ЛЭИС -Л., 1990. - С.154-160. (диссертант - 45%)

31 Рогулина, Л.Г. Авторезонансы в источниках электропитания с ШИМ [Текст]/ Ю.Д. Козляев, С.П. Ловчиков, Л.Г. Рогулина //Системы передачи информации и обработки сигналов: Сб. науч. тр. учеб. заведении

связи// ЛЭИС. - Л., 1991. - С.94-99. (диссертант - 35%)

32 Рогулина, Л.Г. Исследование влияния реактивного сопротивления силового контура на внешнюю и переходную характеристики источников электропитания [Текст]/ Ю.Д. Козляев, Л.Г. Рогулина //Элемента и устройства систем связи: Сб. науч. тр. учеб. заведений связи// ЛЭИС. Л., 1991. - С.7Э-/9.

(диссертант - 45%)

33 Рогулина, Л.Г. Исследование переходных процессов на ЭВМ в

ШИМ стабилизаторах [Текст1/ Ю.Д. Козляев, Л.Г. Шуваева (Л.Г. Рогулина)

//Киевский семинар "Математическое и программное обеспечение автоматизированного проектирования и исследования устройств электропитания на ЭВМ". - Киев, 1983 //Рукопись депонирована в тематическом сборнике № 399/УК - 82. (диссертант - 45%)

34. Рогулина, Л.Г. Моделирование динамических режимов работы импульсных стабилизированных источников электропитания [Текст]/ Ю.Д. Козляев, И.Н. Козляева, М. И. Сметанина, Л.Г. Рогулина //Республиканская научно-техническая конференция "Автоматизированный контроль и повышение эффективности систем связи": Тезисы докладов нзуч. - тех. конф.3-5 июня 1985. - Ташкент 1985. С.47. (диссертант - 25%)

35. Рогулина, Л.Г. Переменные состояния источников питания с широтно-импульсным регулированием [Текст]/ Л.Г. Рогулина //Региональная научно-техническая конференция, секция "Источники электропитания"; Тезисы докладов науч. -тех. конф. 12-13 апреля 1985. - Новосибирск, 1985. -С. 3. (диссертант - 100%)

36. Рогулина, Л.Г. Математическое моделирование источников электропитания с промежуточным высокочастотным преобразованием энергии [Текст]/ Л.Г. Рогулина //XXIX Областная научно-техническая конференция, посвященная 275-летию со дня рождения М.В. Ломоносова, 40-летию организации научно-технического общества радиотехники, электроники и связи имени A.C. Попова и дню Радио; Тез. докл. Облает, науч. -техн. конф. 25-27 апреля 1986. - Новосибирск, 1986.-С.26-27. (диссертант - 100%)

37. Рогулина, Л.Г. Параметрическое возбуждение импульсных источников электропитания [Текст]/ Л.Г. Рогулина // XXX Областная научно-техническая конференция, посвященная 70-летию "Великой Октябрьской социалистической революции и дню Радио: Тез. докл. Облает, науч. - техн. конф. 24-26 апреля 1987. - Новосибирск, 1987. - С.38...39. (диссертант- 100%)

38. Рогулина, Л.Г. Выходное сопротивление источников вторичного электропитания [Текст]/ Л.Г. Рогулина //XXXI Областная научно-техническая конференция, посвященная дню Радио: Тез. докл. Облает, науч.- техн. конф. 22-24 апреля 1988. - Новосибирск, 1988. - С.3-4. (диссертант- 100%)

39. Рогулина, Л.Г. Математические модели вторичных источников электропитания с широтно-импульсной модуляцией [Текст]/ Л.Г. Рогулина //XXXII Областная научно - техническая конференция, посвященная дню Радио: Тез.докл. Облает, науч.-техн. конф. 14-16 апреля 1989.-Новосибирск, 1989. -С.42-43. (диссертант - 100%)

40. Рогулина, Л.Г. Моделирование импульсных преобразователей постоянного напряжения с учетом индуктивных параметров силового контура [Текст]/ Ю.Д. Козляев, Л.Г. Рогулина // V Всесоюзная научно-техническая конференция "Проблемы преобразовательной техники". Тез. докл. Всесоюз. науч. -техн. конф. 16-20 сентября 1991. - Киев, 1991. Ч.Ш. С.47-49. (диссертант -45%)

41. Рогулина, Л.Г. Преобразование спектра помех в импульсных источниках питания [Текст]/ В.В. Косулин, Л.Г. Рогулина // Российская

научно-техническая конференция, посвященной дню Радио: Тез. докл. Рос. науч. - техн. конф. 6-8 мая 1993. - Новосибирск, 1993. - С.24-25. (диссертант -

45%)

42 Рогулина, Л.Г. Моделирование высокочастотных преобразователей постоянного напряжения двухтактного типа [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Тезисы доклада. "Информатика и проблемы телекоммуникаций." Российская научно-техническая конференция. Материалы. Новосибирск, 1994. - С. 43-44. (диссертант -100%)

43. Рогулина, Л.Г. Перспективы улучшения динамических и энергетических характеристик токораспределительных сетей [Текст]/ А.Н. Иванов, Л.Г. Рогулина, В.В. Косулин //Тезисы доклада. "Информатика и проблемы телекоммуникаций." Международная научно-техническая конференция. Сборник трудов. Том I. Новосибирск, 1995. - С. 151. (диссертант

-40%)

44. Рогулина, Л.Г. Модернизация выпрямительных устройств типа ВУТ [Текст]/ Л Г Рогулина, А.Г. Веронский // Тезисы доклада. "Информатика и проблемы' телекоммуникаций." Международная научно-техническая конференция. Материалы. Новосибирск, 1997 . - С. 88-89. (диссертант - 65%)

45. Рогулина, Л.Г. Тестирование аккумуляторных батарей по внутреннему сопротивлению с использованием электронного ключа [Текст]/ Л Г Рогулина //Тезисы доклада. "Информатика и проблемы телекоммуникаций." Международная научно-техническая конференция. Материалы. Новосибирск, 1998. - С. 77. (диссертант - 100%)

46 Рогулина Л .Г. Аналитический обзор методов активной фильтрации тока в источниках питания [Текст]/ Ю.Д. Козляев, Л.Г. Рогулина // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Том 1. Новосибирск: СибГУТИ, 1999. -С. 56. (диссертант-45%)

47 Рогулина, Л.Г. Опыт применения пакетов схемотехнического моделирования при изучении технических дисциплин [Текст]/ Козляев, Л.Г Рогулина // Научные труды научно-методической конференции СибГУТИ. -Новосибирск,2000. -С.41.(диссертант-45%)

48 Рогулина, Л.Г. Описание электромагнитных процессов в корректоре коэффициента мощности [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Том 1. Новосибирск: СибГУТИ, 2001. -С. 98. (диссертант -100%)

49. Рогулина, Л.Г. Перспективы развития и особенности эксплуатации средств и систем электропитания в области телекоммуникаций [Текст]/ Ю.Д.

Козляев Л Г Рогулина, В.И. Заика//Сборник докладов Всероссийской научно-

практической конференции "Состояние и перспективы развития энергетики связи — 2000" (СГГРЭС). — 2001. (диссертант — 40%)

50. Рогулина, Л.Г. Организация тестового контроля знаний студентов по дисциплине ЭПУСС [Текст]/ A.M. Сажнёв, Л.Г. Рогулина // Тезисы доклада. Сб. трудов XLV научно - методической конференции СибГУТИ. "Совершенствование структуры и содержания высшего образования". — Новосибирск, 2004. - С. 97-104. (диссертант - 50%)

51. Рогулина, Л.Г. .Исследование динамических режимов в токораспределительной сети [Текст]/ Л.Г. Рогулина, A.M. Сажнев // Тезисы доклада. "Информатика и проблемы телекоммуникаций". Российская научно-техническая конференция. Материалы. Том 1. Новосибирск : СибГУТИ, 2005. — С. 215-216. (диссертант - 50%)

52. Рогулина, Л.Г. Дисбаланс фильтрующих индуктивностей при параллельной работе конверторов напряжения [Текст]/ Абрамов С.С., Рогулина Л.Г., Сажнев A.M. // Актуальные проблемы электронного приборостроения: Материалы VIII международной конференции АПЭП - 2006, Т.4 Новосибирск, 26 - 28 сентября , 2006. - Новосибирск : НГТУ, 2006. - С.69-72. (диссертант -70%)

53. Рогулина, Л.Г. Имитационное моделирование в системе matiab -simulink параллельных конверторов с неидентичными параметрами [Текст]/ Л.Г. Рогулина, A.M. Сажнев // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Т. 1, Новосибирск : СибГУТИ, 2006. - С. 320-321. (диссертант-65%)

54. Рогулина, Л.Г. Оптимизация алгоритма управления активным фильтром [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Т.1. Новосибирск : СибГУТИ, 2007. - С. 265 (диссертант - 100%)

55. Рогулина, Л.Г. Исследование влияния динамической нагрузки в аварийном режиме работы системы электропитания [Текст]/ Л.Г. Рогулина, О.А. Ерохина // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Т. 1. Новосибирск: СибГУТИ, 2007. С. 266. (диссертант - 80%)

56. Рогулина, Л.Г. Моделирование промышленной сети, нагруженной на комплексную несимметричную нагрузку. [Текст]/ Л.Г. Рогулина, A.M. Сажнев //Российская научно-техническая конференция. Материалы. Т. 1. Новосибирск: СибГУТИ, 2007. С. 267. (диссертант - 70%)

57. Рогулина, Л.Г. Структурно-топологический синтез электрической сети [Текст]/ Л.Г. Рогулина, Л.Е. ЛебеДева // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Т. 1. Новосибирск : СибГУТИ, 2007. С. 258. (диссертант - 75%)

58. Рогулина, Л.Г. Исследование влияния внутрисистемных помех на работу телекоммуникационного оборудования с устройствами электропитания [Текст]/ Л.Г. Рогулина // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Т. 1. Новосибирск: СибГУТИ, 2011. С. 516. (диссертант- 100%)

59. Рогулина, Л.Г. Синтез систем электропитания для телекоммуникаций [Текст]/ Л.Г. Рогулина, С.А. Гончаров, И.В. Пинчуков // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Т. 1. Новосибирск : СибГУТИ, 2011. С. 517. (диссертант - 70%)

60. Рогулина, Л.Г. Метод графического отображения неисправностей систем питания для телекоммуникаций [Текст]/ A.B. Черданцев, Л.Г. Рогулина // Российская научно-техническая конференция. Материалы. Т. 1. Новосибирск: СибГУТИ, 2011. С. 521. (диссертант - 80%)

61. Рогулина, Л.Г. Система автоматизированного проектирования источников бесперебойного питания с учетом внутрисистемных помех [Текст]/ В.И. Сединин, Л.Г. Рогулина // 11- международная конференция. ТезисыИ-международной конференции. Под ред. Е.И. Артамонова. М.: Институт проблем управления РАН. - 2011. С. 41. (диссертант - 65%)

62. Рогулина, Л.Г. Измерение высших гармоник тока выпрямительных устройств посредством имитационного моделирования в среде MATLAB [Текст]/ Л.Г. Рогулина, В.И. Сединин, Е.В. Федосов // Актуальные проблемы электронного приборостроения: Материалы XI международной конференции АПЭП - 2012, Т.З Новосибирск ,2-4 октября , 2012. - Новосибирск : НГТУ, 2012. - С. 104 - 107. (диссертант- 60%)

63. Рогулина, Л.Г. Проектирование программируемого интерполирующего фильтра для СБИС цифрового модулятора-преобразователя [Текст]/ A.A. Алексеев, A.B. Глухов, Л.Г. Рогулина // Актуальные проблемы электронного приборостроения: Материалы XI международной конференции АПЭП - 2012, Т.З Новосибирск ,2-4 октября , 2012. - Новосибирск : НГТУ, 2012. - С.116 - 119. (диссертант- 30%)

Подписано в печать 06.03.13, формат бумаги 60x84/16, отпечатано на ризографе, шрифт №10 изд. л. 2,5, заказ № 15, тираж 100. СибГУТИ 630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86