автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Развитие функциональной адаптивности высоковольтныхраспределительных электрических сетей к изменяющимсяусловиям эксплуатации

"Новосибирский государственный технический университет

/-, _ г- ч / - -- ^

и I.. ■ '

На правах рукописи УДК 621.311 Горевой Валерий Георгиевич

Развитие функциональной адаптивности высоковольтных распределительных электрических сетей к изменяющимся условиям эксплуатации

Специальность 05.14.02 - Электрические станции (электрическая

часть), сети, элекроэнергетические системы и управление ими.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск -1998 г.

Работа выполнена в Новосибирском государственной техническом университете и ОАО «Новосибирскэнерго»

Научный руководитель - доктор технических наук

профессор Фишов А.Г. Официальные оппоненты- доктор технических наук

профессор Китушин В.Г. кандидат технических наук Беленький А.И.

Ведущая организация- «Сибэнергосетъпроект»,

г. Новосибирск

Защита состоится 29.09.1998 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета К 063.34.05 в Новосибирском государственном техническом университете по адресу: 630092, Новосибирск, пр. К.Маркса, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного технического университета.

Автореферат разослан« » (-'О, 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

к.т.н., доцент В.Е.Глазырин

Общая характеристика работы Актуальность темы

Технические устройства (ТУ) электроэнергетики являются сложными объектами проектирования и эксплуатации. Эта сложность обусловлена их многомерностью, опасностью для персонала и населения, высоким элементным разнообразием, скоротечностью аварийных процессов, огромной капиталоемкостью, значительностью продолжительности жизни и пр. В настоящее время к этому следует добавить значительный износ основного оборудования в условиях России, недостаточность процессов реновации и реконструкции, заданной общей экономической ситуацией. Заложенный при первоначальном проектировании объектов электроэнергетики подход к их эксплуатации становится несостоятельным.

Согласно опубликованным данным, в СССР с 1951 по 1962 г. среднегодовые темпы роста затрат на капитальный ремонт составляли 11.7%, в том числе в промышленности 10.7%. В следующем десятилетии они практически, удвоились и, уже тогда, отмечалось, что такой непомерный рост способен поглотить в 2000 - 2020 годах всю расходную часть государственного бюджета.

Решение этой проблемы в мире нашло свое отражение в изменениях общего подхода к развитию и эксплуатации техники. В частности, в переходе к разработке и эксплуатации малообслуживаемых модульных технических устройств с системами непрерывного мониторинга за их состоянием и сервисным обслуживанием. Сегодня, например для Германии, характерны такие требования к ТУ электроэнергетики, как - 25 лет работы без существенного технического обслуживания и ремонта. В России не произошло каких - либо радикальных изменений в общем подходе к развитию и эксплуатации ТУ энергетики. Основные усилия были направлены на снижение затрат за счет оптимизации эксплуатационного процесса по критерию минимума ремонтоемкости при обеспечении требуемой работоспособности, т.е. по сути на снижение потерь от неоптимальности ремонтного процесса.

Сегодня эксплуатирующие энергетические предприятия находятся в ситуации изношенных ТУ, глубокого дефицита ресурсов для проведения ремонтных работ даже оптимального уровня и отсутствия ясной перспективы принципиального изменения ситуации. В связи с этим актуальной представляется тема данной работа, направленная на развитие методологической основы эксплуатации и ее использование для адаптации основной деятельности элекгросетевого пред-

з

приятия к реальным условиям существования. Ее результатом является новая технология эксплуатации высоковольтных распределительных электрических сетей (ВВРЭС), отличающаяся осознанностью эксплуатационных процессов, их стратегической наполненностью и реализуемой посредством современных информационных технологий.

Цель работы заключается в развитии функциональной адаптивности ВВРЭС к изменениям внешней среды и состояния оборудования. Достижение цели базируется на:

- отказе от нормативного подхода к поддержанию ТУ в рабочем состоянии с переходом к осознанной системе регулирования состояния ТУ в конкретных условиях эксплуатации;

- расширении функциональных возможностей ТУ за счет автоматизации технологических процессов.

Решаемые задачи:

1. Корректировка понятийного поля эксплуатации сложных ТУ и разработка ее новой модели.

2. Разработка математических моделей ремонтно - восстановительных и реновационных процессов ТУ для оптимизации реализации эксплуатационных стратегий.

3. Разработка гибкой автоматизированной системы планирования основной деятельности предприятия электрических сетей.

4. Повышение функциональных возможностей ТУ, в смысле его адаптивности к задающим условиям, за счет дополнения существующих централизованных структур функциональной организации децентрализованными.

5. Разработка комплекса автоматизации технологического (диспетчерского) и административно-хозяйственного управления для ПЭС и его внедрение на предприятии.

6. Разработка и проведение деловых игр с руководящим составом ПЭС для восприятия изменений в эксплуатации и тренинга его взаимодействия в рамках новых моделей деятельности.

Методы исследования

Выполненное исследование базируется на системном подходе к проблеме эксплуатации сложных ТУ в России в современных условиях. При этом использованы методы системного анализа, линейной алгебры, нелинейного и динамического программирования, факторного анализа и экспертных оценок. Проверка полученных результатов осуществлялась в процессах проектирования и реализации авто-

матизации ВВРЭС, изменений в планировании и организации эксплуатации.

Научная новизна исследования

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Модель эксплуатации сложного технического устройства, основанная на единстве его рождения, жизни и смерти, обеспечиваемом внутренним осознанием процессов в эксплуатационной среде. Формой осознания является собственная стратегия эксплуатации ТУ, которая может существенно отличаться от нормативной. Модель содержит управляющее ядро и использует обоснованную регулярную трехосную гексагональную ячейку как универсальную структурную единицу организации различных слоев эксплуатации ТУ.

2. Модель оперативно-диспетчерской деятельности в ЭЭС и на предприятиях электрической сети, предназначенная для использования как при ее организации, так и при разработке автоматизированных систем диспетчерского управления.

3. Прикладная методика функционального проектирования для разработки комплексов автоматизации, основанная на системном анализе, выделении главных противоречий и фиксировании способов их разрешения.

4. Выявленные возможности децентрализации ряда основных функций оперативно-диспетчерского управления и планирования режимов, позволяющих полнее использовать потенциал сетевых структур для организации функционирования территориальных объектов с единым технологическим процессом. Результаты получены применительно к регулированию напряжения, проверке и обеспечению чувствительности и селективности работы релейной защиты при изменениях схем коммутации эл.сети, оцениванию ее состояния (режима). Они использованы в реализованном проекте автоматизации диспетчерского управления ВВРЭС.

5. Совокупность моделей оптимизации эксплуатационных процессов по поддержанию ТУ в рабочем состоянии и их обновлению. Они базируются на едином понятийном базисе, двухкоординат-ной системе идентификации состояния ТУ и процессов его изменения - функциональное состояние и ресурс ТУ, а также на оптимальных процессах восстановления состояния и реализации эксплуатационных стратегий.

6. Гибкая система планирования основной деятельности ПЭС, обеспечивающая реализацию осознанных эксплуатационных

стратегий и, таким образом, адаптивность эксплуатации к внешним условиям ее осуществления. Ее элементы - идентификация состояния ТУ, условий эксплуатации, двухуровневая стратегия эксплуатации, оптимальные эксплуатационные процессы, их организационное обеспечение, объединены единым процессом. Детерминированность содержания элементов, этапов и взаимодействия придают ей значение технологии.

Значимость для практики проектирования и эксплуатации ВВРЭС. использование результатов

Разработанный при непосредственном участии автора программно-аппаратный комплекс автоматизации диспетчерского управления (ДУ) для ВВРЭС внедрен в Приобских электрических сетях ОАО «Новосибирскэнерго» и находится в эксплуатации с 1993 года.

Разработанная методологическая основа эксплуатации сложных технических устройств имеет универсальный (межотраслевой) характер и может быть использована в различных областях техники при построении систем поддержания ТУ в рабочем состоянии и управлении их ресурсом. При выполнении работы использован 17-ти летний опыт автора по организации эксплуатации ВВРЭС.

Апробация работы и публикации

Основные результаты исследования в целом и по частям докладывались и обсуждались на: постоянно действующем международном семинаре «Проблемы энергосбережения и рационального использования энергоресурсов в Сибирском регионе» (г.Новосибирск, 1977), 3-ей международной научно-технической конференции «Микропроцессорные системы автоматики» (Новосибирск, 1996г.), на региональном семинаре «Проблемы сельской энергетики» (Барнаул, 1995г.), Международной конференции ЦМЕБКО «Экология человека: духовное здоровье и реализация творческого потенциала личности» (Новосибирск, 1998), Международном семинаре «Релейная защита и автоматика энергосистем 1996» (Москва, 1996), на научных семинарах кафедры автоматизированных электроэнергетических систем Новосибирского государственного технического университета (1996-1998г.г.). Результаты исследования опубликованы в 5-ти печатных и 4-х рукописных (отчетах по НИР) работах.

Работа состоит из введения, 4-х глав, общего заключения, списка литературы и приложений. Ее основная часть содержит 142 страниц текста, 98 рисунков, 8 таблиц, список литературы из 86 наименований.

Основное содержание работы

1. Методологическая основа изменений эксплуатации высоковольтной распределительной электрической сети

1.1. Модель эксплуатации сложных технически* устройств

В условиях радикальной переорганизации общества не случайным является возрастание интереса к организации территорий и пространств в различных областях деятельности. В работах В.Шупера, А.Валесяна, Ю.А.Шрейдера, А.А.Шарова, В.Д.Плыкина задается такой подход к пространству, при котором оно перестает быть «полым ящиком» - вместилищем вещей, а трактуется скорее как некоторое организующее начало. Предметоцентризм, то есть конце}гграция внимания на отдельных предметах, обладающих атрибутивными характеристиками (линия Бэкона), уступает место топоцентризму, когда исходным оказывается пространство, целое (линия Р.Декарта).

На основе содержащихся в этих работах идей организации, реконструкции и анализа существующей модели эксплуатации типовых технических устройств электроэнергетики, в т.ч. и ВВРЭС, перспектив ее развития, в диссертационной работе предлагается новая модель эксплуатации ВВРЭС (рис.1). Она представляет собой некоторую многослойную структуру, пронизанную прямым и обратным циркуляционными потоками. Восходящий поток первоначально содержит лишь типологию ТУ и его эксплуатации, затем трансформируется в некоторый код изменений в ТУ и его эксплуатации, который материализует свое содержание в верхних материальных слоях. Нисходящий информационный поток замыкает обратную связь, возбуждая в каждом из слоев необходимость и создавая условия коррекции.

Каждый из слоев имеет 3-х осную гексагональную структуру {рис.2). Слои образуют ряд областей. Так, идеализированная (типологическая) модель эксплуатации задается в области 0-3 слоев. Центр управления (4) порождает концепцию адаптации идеализированной модели к конкретным условиям эксплуатации и осуществляет обобщение получаемого опыта. В области Слоев 5-7 создаются модели эксплуатации (ОДе) конкретного ТУ в заданных условиях. В области слоев 8-13 осуществляется организация материальных ресурсов, и, наконец, в области слоев 14 -16 материализуются изменения в ТУ эксплуатационных процессах.

Рис.1. Модель эксплуатации ТУ

Оде - основная деятельность ПЭС.ЗП - эксплуатационный процесс

Рис.2. Структурная модель эксплуатационных процессов

I -I - ось использования ТУ

II -II - ось регулирования эксплуатационного состояния

III - III - ось развития ТУ

Представленная модель использована в работе в качестве системообразующей основы (каркаса) новой технологии эксплуатации ВВРЭС как сложного технического устройства.

1.2. Понятийное поле эксплуатации ТУ

При искусственном подходе к изменениям эксплуатации ТУ они прежде всего должны состояться на понятийном уровне, т.е. должны быть осознаны. В работе задаются две группы понятий, являющихся «каркасом» понятийного поля эксплуатации ТУ. Одна из них характеризует ТУ как таковое, а вторая - его использование, т.е. процессы, в которых реализуется назначение ТУ.

Первая группа образована из понятий:

♦ техническое устройство,

♦ функциональное состояние ТУ,

♦ ресурс ТУ,

♦ жизненный цикл ТУ.

Вторая состоит из эксплуатационных процессов:

♦ использование ТУ,

♦ поддержание ТУ в рабочем состоянии,

♦ выработка и пополнение ресурса ТУ,

♦ утилизация ТУ,

♦ модернизация ТУ.

Для характеристики совокупного эксплуатационного потенциала ТУ в конкретных условиях его использования в данной работе вводится понятие эксплуатационного ресурса ТУ (рис.3). О»

Рис.3. Функционально-временное содержание ресурса ТУ (Я) 12 - функциональный уровень ТУ;

{? = 2 С, ■ /, , где С, - весовой коэффициент ¡-ой функции ТУ;

fl -уровень качества ¡-ой функции ТУ; <2,- востребованный в конкретных условиях эксплуатации функциональный уровень ТУ; (?(')" функциональный уровень ТУ, определяемый его эксплуатационным состоянием (линия функциональной деградш^ии).

Функциональный уровень (2(/)) и предельное время эксплуатации ТУ (Тпр) зависят от эксплуатационных затрат на поддержание и восстановление ТУ. С учетом функциональной деградации ТУ его эксплуатационный ресурс можегг быть определен следующим образом

"о

Если при эксплуатации ТУ его функциональный уровень непрерывно поддерживается на уровне , то только в этом случае эксплуатационный ресурс ТУ отождествляется с предельным потенциальным временем его использования при заданных условиях: Я =7'

Таким образом при оценке эксплуатационного состояния ТУ будем пользоваться двухкоординатной системой: функциональное состояние как готовность ТУ к выполнению своих функций и его ресурс как потенциальное время использования ТУ.

Введем ряд экономических характеристик, необходимых как для оценки ресурса ТУ, так и его предопределения.

1. Удельная стоимость ресурса ТУ

я

где Сн - стоимость ТУ с учетом всех затрат до ввода в эксплуатацию; 37 - суммарные эксплуатациошше затраты за время, соответствующее Я;

2. Ресурсная отдача восстановления ТУ

3.

где 3, - затраты на изменение состояния ТУ,

АН - прирост ресурса в результате проведения восстановительных работ;

3. Удельная стоимость прироста ресурса в процессах его пополнения (в т.ч. при восстановлении состояния ТУ)

с = 1=А.

м 5 ДЛ

С помощью этих показателей возможно решение целого ряда эксплуатационных задач планирования, связанных с выбором объектов, времени проведения ремонтов, целесообразности восстановительных работ реновационного характера и др.

Эксплуатационные процессы

Предметом данного раздела является ось регулирования состояния ТУ (II). Возможности регулирования состояния ТУ реализуются че-

рез ремонпю-восстановительные процессы (РВП). Их содержание задается общим подходом к эксплуатации ТУ. Если взять за основу модель конечной, предопределенной по срокам жизнь ТУ, то содержанием РВП является поддержание состояния ТУ в некоторых допустимых пределах с выработкой эксплуатационного ресурса к концу срока жизни. Переход к иной модели, например, модели ТУ с бесконечным сроком жизни изменяет содержание РВП. Здесь уже необходимо постоянно поддерживать эксплуатационный ресурс ТУ (его «жизненную энергию»). Поставленная в работе проблема эксплуатации ТУ с глубокой выработкой первоначального ресурса фокусирует интерес к РВП и моделям бесконечной жизни. Введем в связи с этим следующую классификацию РВП, в основании которой лежит их отношение к реновации ТУ:

-Дискретной реновационной ориентации;

РВП--Непрерывной реновационной ориентации;

-Смешанной ориентации.

РВП дискретной реновационной ориентации прежде всего свойственен невосстанавливаемым ТУ или реализует одну из эксплуатационных стратегий - выработку ресурса ТУ за заданное время эксплуатации.

РВП непрерывной реновационной ориентации применим только к восстанавливаемым и неэлементарным ТУ. Он позволяет реализовы-вать стратегии бесконечного использования ТУ или его использования с произвольным временем предельной эксплуатации (рис.4), к

3, «о

а)

б)

^ Зрёнов(ср)

Рис.4. Вид РВП непрерывной реновационной ориентации для стратегии бесконечного использования ТУ

а) Начальные циклы (втягивание в непрерывный реновационный процесс)

3 ш

б) Переход к стационарному режиму с постоянством —р—-

Ко - первоначальные капвложения в ТУ;

Зрем/реиов - суммарные ремонтио-реновационные затраты;

Зрем - ремонтные затраты;

3рем/ренов(ср) - средние суммарныеремонтио-реновационные затраты;

Янов > Rocm - критическая точка обновления ТУ (доминирование в ресурсе привнесенной составляющей);

Racm=0 - критическая точка полного обновления ТУ,

1.3. Математические модели эксплуатационных процессов поддержания ТУ в рабочем состоянии

На основе решения задач нелинейного программирования получена совокупность моделей оптимальных эксплуатационных процессов поддержания ТУ в рабочем состоянии. Критерием оптимизации является минимум затрат на восстановление состояния ТУ.

Учтены различные (линейные, нелинейные) характеристики деградации состояния ТУ, зависимости затрат на восстановление от степени деградации. Для реализации РВП с реновационной составляющей (направленностью) использованны модели «сдвига» и «растяжения» характеристики старения ТУ. В частности, для РВП с использованием при ремонте материала (или элементов) как эквивалентного с ТУ ресурсного состояния, так и новых на основе модели «сдвига» характеристики старения акт частичного восстановления эксплуатационного состояния будет имеггь вид, представленный на рис.5.

Рис. 5. Модель двухкомпонентного акта частичного восстановления эксплуатационного состояния ТУ с использованием варианта «сдвига» характеристики старения.

1-Естественная характеристика деградации ТУ с учетом старения;

2-характеристика деградации ТУ при восстановлении его состояния за счет материала (или элементов ) с характеристикой деградации эквивалентной характеристики ТУ;

3-характеристика деградации ТУ при использовании в восстановлении неизношенного материала (или элементов);

4-характеристика деградации ТУ при использовании смешанного материала (или элементов) ,причем каждый компонент создает эквивалентный прирост ДС, однако АТ?, > ДЛ,

Вид элементарных оптимальных эксплуатационных процессов поддержания ТУ в рабочем состоянии для различных условий приведен на рис. 6.

Рис. 6. а) Вид оптимального эксплуатационного процесса для восстанавливаемого элементарного ТУ при линейной модели;

б) Вид ЭП при нелинейности деградации состояния ТУ и ■зависимости затрат от уровня его восстановления в ремонтном акте;

в) Вид оптимального ЭП при восстановлении состояния ТУ как за счет частично изношенного, так и за счет нового материала (элементов);

у - точка перехода к использованию при восстановлении нового материал.

Для неэлементарных (сложных) ТУ оптимальный совокупный эксплуатационный процесс определяется с использованием метода динамического программирования.

2. Развитие функциональной гибкости высоковольтной распределительной электрической сети при ее автоматизации

2.1. Задающие условия

Исторические задачи перед электроэнергетикой России в 20-х годах заложили принципиальную основу ее организации и автоматизации: иерархичность построения, однотипность и централизация функций. Условия конца 20-го века задают необходимость качественно нового этапа автоматизации электроэнергетики. Его задачами становятся:

♦ Функциональная гибкость технического устройства, необходимая в связи с появившейся резкой дифференцированностью общества и его структурной динамикой.

♦ Повышение эффективности использования интеллектуального потенциала персонала за счет организации его сетевого взаимодействия, позволяющего каждому реализовать свои возможности в решении общих задач.

♦ Обеспечение работоспособности технических устройств при значительности выработки их эксплуатационного ресурса.

♦ Снижение эксплуатационных затрат в связи с глобальными тенденциями и объективной необходимостью ресурсосбережения.

Эти задачи значительно расширяют прежние рамки автоматизации технологических процессов в электроэнергетике, выводя ее на создание интегрированных систем управления основной деятельностью эксплуатационных предприятий . Значительно меняется сам подход к развитию ТУ и деятельности этих предприятий, т.к. они вынуждены брать на себя новые функции - выработки собственных стратегий развития, функционального и технического проектирования ТУ, орг-проектирования.

При разработке комплекса автоматизации диспетчерского управления и его реализации на предприятии электрических сетей основное внимание уделено проектированию автоматизируемых функций (функциональному проектированию) и децентрализации их организации. При этом централизованная и децентрализованная организации функций выступают как идеальные пределы в их организации, позволяя в реальности осуществлять любые промежуточные состояния. Высокая функциональная и организационная вариативность создают необходимое для новых условий существования качество ТУ - его потребительскую и эксплуатационную «гибкость». Оно проявляется в дополнительных возможностях дифференциации качества поставляемой электроэнергии, анализа процессов ее передачи и распределения, определения эксплуатационного состояния оборудования, индивидуализации процессов поддержания работоспособности оборудования. Использование этих возможностей предполагает развитие собственной сферы мониторинга и проектирования эксплуатационных процессов на предприятии.

2.2. Децентрализация основных функций контроля режима электрической сети

2.2.1. Децентрализация регулирования напряжения в электрических сетях

Назначение функции:

♦ обеспечение допустимости напряжения на шинах нагрузки требованиям по качеству ЭЭ, а в прочих узлах сети техническим ограничениям ( и е Е)и );

♦ минимизация потерь ЭЭ в сети ( АД. —>гшп).

Первая часть функции есть задача стабилизации вектора напряжений в узлах сети (и) при случайных и квазирегулярных изменениях нагрузки, аварийных и вынужденных изменениях в схеме электрической сети. Вторая часть функции есть задача скалярной оптимизации.

Децентрализованная организация функции, реализованная в комплексе автоматизации КОПАС АСДУ, приведена на рис. 7.

Рис. 7. Децентрализованное взаимодействующее регулирование

а) принципиальная схема сети для организации регулирования напряжения;

б) схема косвенного измерения напряжения конца ЛЭП при физическом моделировании падений напряжений;

с) работа локального регулятора напряжения в различных режимных си-

Взаимодействие уровней и работа локальных регуляторов происходит следующим образом.

С учетом локальной ситуации на локальном уровне расчетным путем определяется допустимый интервал питающего напряжения ((/|1гах,£/|тп1), при котором может бьггь обеспечен требуемый уровень напряжения в узлах локальной зоны (и,ж с и). Этот интервал передается на верхний уровень (в центр регулирования напряжений питающей сети). В результате оптимизации режима на верхнем уровне устанавливается напряжение в узлах питания локальных зон

Пкгающая (замкнули) сстъ Оотнмкицня Режима

туш/иях.

Локальный регулятор решает задачу ввода напряжений в узлах своей зоны в допустимую область {рис.7,с) и оптимизацию уровня напряжения по одному из критериев. При этом измерения напряжений в конце фидеров нагрузки осуществляются с использованием физического моделирования падения напряжения в линии {рис.7,б). Оптимизация может проводится по одному из критериев качества уровня напряжения, например,

tmnF = ——-,

т.е. минимума средневзвешенного квадратичного отклонения напряжения от номинального. Возможны и варианты придания адресности повышенному качеству напряжения, например, задания дифференцированной значимости потребителей в зависимости от платежной дисциплины и др.

2.2.2 Децентрализация контроля допустимости схем коммутации электросети по условиям защищенности ее элементов

Для осуществления децентрализации задачи выбора оперативных схем коммутации электрических сетей предлагается метод многоуровневой декомпозиции расчета аварийных режимов, работающий на разных уровнях ДУ (например ПЭС - РЭС, энергосистема - ПЭС).

На уровне ПЭС происходит эквивалентирование схемы к узлам примыкания РЭС и ПЭС. На уровне же РЭС рассчитываются аварийные режимы и оценивается чувствительность РЗ.

Эквивалентирование, а также расчет режимов в подсистемах для линейной модели сети производится методом Гаусса (метод последовательного исключения переменных). Режим каждой симметричной последовательности моделируется системой линейных алгебраических уравнений.

2.2.3 Децентрализация оценивания состояния ЭС

Для электрической сети, состоящей из ш частей представим целевую функцию для оценивания ее состояния в следующем виде:

где - норма вектора ошибок ьой части сети;

У/ - базис параметров режима ¿-ой части сети;

У^ измерения внутри ¿-ой части сети;

^общ " измеРения на смежной с другими ¡-ой части сети.

16

В таком виде целевая функция обеспечивает возможность распределенного оценивания состояния сети в целом по частям при минимальной координации локальных результатов. Решение ищется в трехшаговой процедуре:

1. Вместо задачи min F

решается задача

т т

minF=5>n/- (Vmi тУобЩ: F,(Vt(Y,)),

т.е. производится независимая оценка состояния в частях сети. В результате образуется невязка по Уобщ. на стыках частей сети.

2. Осуществляется усреднение Yo6u{. (возможно взвешенное) для «устранения» рассогласований на стыках.

3. У общ. вводится как высокоточные измерения в Vi и осуществляется повторное оценивание состояния в частях сети.

Эту процедуру при желании достижения максимальной приближенности решения к min F можно многократно повторить, т.е. организовать итерационное приближение к результату оценки состояния сети в целом.

2.3. Программно-аппаратный комплекс КОПАС-АСДУ и опыт автоматизации ОДУ в Приобских электросетях на его основе

При непосредственном участии автора разработан и масштабно внедрен в ПЭС комплекс автоматизации диспетчерского управления на основе компьютерных сетей.

Программно-аппаратный комплекс предназначен для автоматизации диспетчерского управления в высоковольтных электрических сетях и позволяет повысить надежность и экономичность электроснабжения потребителей, безопасность работ обслуживающего персонала, снизить затраты на оперативное обслуживание и ремонт оборудования, создать основы для хозрасчетных отношений с потребителями и энергосистемой, повысить «имидж» предприятия и привлекательность труда для персоната.

Верхний уровень управления

Рабочее место диспетчера (ПЭВМ 1ВМ РС)

Центральная подстанция РЭСа

ЯБ232,11200бод т

пко |

110232. 50бод

ПК1 1 УСО

! Объект"

оъект | управления

I

1^232,

УСО

И Обь управ,-

Объект управления

КБ232, 50бод

5 Обод

ПК2

УСО

I Объект

| управ;

3

Нижний уровень управления

хп:

Объект управления

Удаленные подстанции РЭСа

ПК - программируемый контроллер

УСО - устройство сопряжения

КБ232 - Последовательный канал передачи данных

Рис.8. Структура технических средств комплекса КОПАС-АСДУ

3. Гибкая система планирования основной деятельности ПЭС

3.1. Стратегии эксплуатации и развития ТУ ВВРЭС как основа планирования. Уровни, содержание и формы.

Отказ от нормативной модели эксплуатации ВВРЭС означает переход к глубоко осознанной деятельности, в основе которой лежит выработка на предприятии собственной стратегии развития и эксплуатации ТУ. Ранее было показано место стратегирования в общей модели эксплуатации ВВРЭС. Задача данного раздела состоит в разработке и апробировании модели собственно стратегии, которая бы по своей форме и содержанию обеспечивала возможность ее встраивания в существующие механизмы организации основной деятельности (эксплуатации ТУ). Согласно закона Вира сложность управляющей системы не должна быть ниже сложности объекта управления. Это положение в полной мере относится и к стратегии развития такого сложного объекта как эксплуатация ВВРЭС. Она становится многоуровневой и многоосной, сохраняя принципиальные структурные свойства, характерные для предложенной модели эксплуатации ТУ. Ее верхний слой представляет собой выраженную на понятийном уровне сущность изменений как в самом ТУ,так и в процессах

его эксплуатации с указанием вовлекаемых ресурсов, этапов и рубежей. Для выражения новых сущностей, как правило, необходимы либо ввод новых понятий, либо изменения в старых.

Нижние слои стратегии обеспечивают трансформацию сущности развития ТУ и его эксплуатации в целом в процессы изменений отдельных частей и элементов. Они могут быть заданы в мозаично -матричной форме, (рис. 9), адекватной территориальности и многофункциональности ТУ.

м-

__

М1

Районно-уровневая де|\гршшация измаияшй состояния ТУ

М2

Функциональная Детерминация функциональных

структуризация ТУ (выделение изменений ТУ

футгкциоггальиьгх частей ТУ)

Рис.9. Мозаично-матричная форма для трансформации стратегии развития ТУ С1- множество стратегий поддержания ТУ в рабочем состоянии С2- множество стратегий изменений функций 7У (расширение, нара1цивание чиаа, модернизация, консервация, сворачивание) М1 (п х т)- матрица изменений состояния ТУ М2 (п\1.\ т)- матрица изменений функций ТУ

3.2. Поля ответственности и взаимодействие участников управляющего ядра модели эксплуатации ТУ

Рис.10. Функциональные задачи и взаимодействие участников процесса

3.3. Автоматизация планирования основной деятельности

Реализация эксплуатации ТУ с учетом их фактического состояния и на основе собственных (ненормативных) стратегий нуждается в автоматизированной поддержке. Ее структура приведена на рис.11.

Рис. 11. Организация задач, АРМы автоматизированной системы планирования основной деятельности

Заключение

1. Представленная работа обобщает результаты исследований , выполненных автором в связи с появлением проблемы эксплуатации технических устройств электроэнергетики при значительности выработки их первоначального ресурса и невозможности реализации «нормативных» стратегий их дальнейшей эксплуатации.

2. В работе предложена методологическая основа перехода от нормативной к осознанной непосредственно на предприятиях эксплуатации, включающая мировоззренческую модель эксплуатации, ее понятийное поле. Основные изменения связаны с развитием собственного стратегирования, расширения множества восстановительно-реновационных процессов, вводом двухкоординатной системы идентификации ТУ - функциональное состояние и эксплуатационный ресурс, построении новой системы планирования деятельности предприятия на их основе.

3. Разработан и внедрен в Приобских эл.сетях ОАО «Новосибирскэнерго» комплекс автоматизации диспетчерского управления КОПАС - АСДУ как средство развития функциональной адаптивности высоковольтной распределительной электрической сети к внешним условиям эксплуатации и внутренним изменениям эксплуатационного состояния технического устройства. При этом на основе выполненных теоретических разработок осуществлена принципиальная децентрализация основных функций регулирования, направленная на реализацию преимуществ сетевых принципов организации взаимодействия распределенных регулирующих устройств и оперативного персонала.

4. Математически обоснованы оптимальные эксплуатационные процессы регулирования эксплуатационного состояния как для элементарных, так и для сложных технических устройств, позволяющие реализовывать различные эксплуатационные стратегии.

5. Предложены модели построения управляющего ядра для предпри-

' ятия по эксплуатации сложных технических устройств, в т.ч.

ВВРЭС и система планирования основной деятельности как одного из ключевых его элементов.