автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Совершенствование методов и средств автоматизации управления оперативными переключениями в электрических распределительных устройствах

УРАЛЬСКИП ГОСУСАРСТВЕННЫП ТЕХНИЧЕСКИЕ УНИВЕРСИТЕТ - УП'И

НЛ ПРАВАХ РУКОПИСИ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И- СРЕССТЭ • АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ОПЕРАТИВНЫМИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯМИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВАХ

Специальность 05.14,02 - Электрические станции (электрическая часть), сети, электроэнергетические системы и управление иии

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 1994

Работа выполнена на каоеоре "Автоматизированные электрические систе-.Г Уральского государственного технического университета - УПИ, г. Екатеринбург и на Пермской ГРЭС, г. Добрямка.

Научный руководитель — доктор технических наук, прооессор

Поляков В.Е.

□оиииальные оппоненты! доктор технических наук, просессор

Кужеков С.Л., г. Новочеркасск; каисидат технических наук, доцрнт Щарнин Ю.К., г. Первоуральск.

Веоущее предприятие - УралТЕХЗНЕРГО, г. Екатеринбург.

Зашита диссертации состоится 16 марта г. в 50 ч 15 ми«

на заседании специализированного совета К 063.14.04 в Уральском государственном техническом университете - УПИ (главный учебной корпус, ауд. Э—406).

Ваш отзыв • одном Экземпляре, заверенный гербовой печать«, просим направлять по адресу! 650002, г. Екатеринбург, <-2, УГТУ-УПИ, ученому секретаре совета, тепеаон «4-83-74.

С диссертацией мохно ознакомиться в Библиотеке университета.

Автореоерат разослан -ж-

января г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность пробпены. Повышение надежности и безопасности

оперативного обслуживания электроустановок электрических станций и лопетанций в нормальных и аварийных режимах является одним из опрепеляюиих вакторов надежного и бесперебойного энергоснабжения потребителей. Анапиз аварийности а электроэнергетике России показывает, что 60У. веек случаев технологических нарушений в электрических раслреселительных устройствах (РУ) происходят из-за неправильных действий оперативного персонала.

Э настоящее время управление оперативными г»ерекл«чениями (0П> в РУ осуществляется через систему управления, определяемую тремя состаэлямщиниг

- совокупность» технических средств управления (устройств дистанционного управления и сигнализации, активных мнемосхем шита управления, средств измерений, устройств блокировок);

- организационными мероприятиями (обеспечение руководства и контроля за проиээоостаом переключений, использование оперативной документации - типовых программ, бланков, карт переключений, инструкций по производству переключений);

- оперативным персоналам (персонал) электрических станций и посстанций. •

Система управления (СУ) имеет недостатки, влияющие на качество оперативного обслуживания. В результате несовершенства компонентов СУ персоналом могут быть приняты неправильные решения на производство операций с силовыми коммутационными аппаратами (КА) и аппаратами схем вторичной коммутации. При оперативных цейс<ви-ях, выполняемых персоналам на основании неправильных решений, возникают условия для возникновения и развития технологических

нарушений в РУ. Рост количества РУ, стремление к повышений их. технической надежности и связанное с этим усложнение схем первичной и вторичной коммутации обостряет проблему управления ОП.

Внедрение автоматизированных систем управления в электроэнергетике открывает перспективы повышения качества управления ОП с реализацией вункцмй: выполнение достоверного анализа состояния схемы электрических соединений РУ в нормальных и аварийных ситуациях ; выдача рекомендаций оператору по производству необходимых ОП; оормирование программ»! (бланка) ОП; контроль за ходом переключательных операций; оормирование управляющих команд и логический контроль хоаа ОП.

В этой связи приобрели актуальность вопросы разработки новых способов логического управления оперативными переключениями и логического контроля команд управления КА.

Цепь работы. Синтез логической структуры автоматизированных систем управления оперативными переключениями в электрических распределительных устройствах (АСУ) и разработка метопов построения алгоритмов автоматизированного управления оперативными переключениями. Внедрение разработок позволяет повысить качество оперативного обслуживания РУ и снизить вероятность технологических нарушений и травм, происходящих ©следствие ошибок оперативного персонала при производстве СП.

В соответствии с поставленной цель» в работе соормулированы и решены следующие основные задачи:

анализ существукщих способов управления СП; выявление путей совершенствования системы управления ОП; исследование перспективных методов логического управления и логического контроля копана применительно к процессам ОП; - синтез АСУ оперативными переключениями е РУ;

- получение инженерны* метароа.построения алгоритме» подсистем АСУ! программного логического управления (ПЛУ), ситуационного логического управления <01У) , логического контроля команд управления коммутационными аппаратами (ЛКУ).

Ретосы исследования, Поставленные в работе задачи решались с применением математического аппарата теории множеств, теорий Функциональных систем (аппарат булевой алгебры, автоматы), теории графов и сетей, логического анализа м синтеза, теории релейных устройств, теории распознавания образов, теории ситуационного управления; проеапились экспериментальные исследования при разработке и внедрении способов П/1У , СЛУ и ЛКУ.

Научная назизна работы:

- обосновано применение аппарата сетей Петри спя оормализаиии описания логической части АСУ, получены новые результаты по варьировании библиотеки Е-сетеэых модулей, позволяющие осуществлять моделирование процессов и структур ДСУ, структурное проектирование подсистем и оптимизировать перехоц от моделей к про!— раненой реализации;

спя распознавания состояний схем электрических соединений РУ а пространстве признаков предложены ди®£еренцироеанные методы идентификации схем, определения наибольшего сходства и анализа сцен;

решены вопросы оптимизации массива признаков в задачах распознавания обоазоа аварийных ситуаций в пространстве признаков;

исследованы способы вычисления наибольшего сходства для случаев нечеткого диагноза схемы аварийной ситуации;

- разработан метод блокирования неправильных команд при СП;

разработана методология алгоритмического обеспечения АСУ.

б

Практическая ценность результатов работы;

- разработан* концепция АСУ вл* электрических РУ, позволяющая создавать технические требования на создание и ввод в действие конкретных проектов автоматизированных систем;

- получен инженерный метод синтеза алгоритмов логического управления оперативными переключениями и логического контроля копана управления1 позволявший оптимизировать рабочее проектирование АСУ;

. - разработана методика автоматизированного нормирования бланков переключений в процессе Оункиионирования АСУ;

соорнулирозаны, обоснованы и внедрены типовые технические требования к автоматизированным системам управления подстанциями и распределительными устройствами.

Реализация результатов работы. На основе выполненных в работе исследований разработаны технический и рабочий проекты и введены в работу в 1,986-92 г-н. АСУ электрической части энергоблоков В00 МВт и компьютерная сеть оперативно-диспетчерского управления электрической части Пермской ГРЭС, разработаны технический и рабочий проекты и осуществляется наладка АСУ подстанции 220/500 кВ и модернизированного центрального щита управления Пермской ГРЭС. Все АСУ, компьютерная сеть и центральный щит управления реализованы на базе современных технических средств ведущих вир« ШРГ и Оинляндии.

По заказу Главэлектросети Минэнерго СССР в 1990—91 гг. раз-работани типовые технические требования к АСУ подстанций 110-500 кВ, в которых учтены результаты данной работы.

К защите представляются; метопы синтеза алгоритмов и структур АСУ;

способы и алгоритмы программного логического управления, си-

туаиионного, логического управления олератиайыми переклмченияни и логического контроля команд управления КД;

концепция автоматизации управления оператизными переключениями в электрических РУ; - »СУ подстанции 220/300 кВ;

типовые технические требования к ЯСУ подстанций. Апробация работы. Основные положения риссертаиии докладывались и обсу*аались на X научно-технической конференции "Обмен опытам проектирования, наладки и эксплуатации устройств РЗА и ПА а энергосистемах ОЭС Урала" (г. Екатеринбург, 1992 г.); XIV сессии семинара "Кибернетика электрических систеп" по тематике "Диагностика электрооборудования" (г.Новочеркасск, 1992 г.); научно-техническом совещании Минтопэнерго Р0 ло автоматизированным систс-чам управления электрической части тепле ых электростанций (г.Волгсречемск, 1991 г.); научно-технических семинарах-ссееианиях по сбобиенич опыта разработки и внедрения АСУ ТП энергоблоков, и подстанции Пермской ГР^С на технических среде!— вах ведущих оири СРГ и Оинляндии Сг. Екатеринбург, ОДУ Урала, УралТЕХЭНЕРГО, Ураг.ТЗП; г. Москва, СоозТЕХЭНЕРГО, Минтопэнерго, с 19В5 по 1992 гг.).

Публикации. По результатам^выполненных исследований опубликовано 6 печатных работ.

Сбьем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 91 странице основного текста, иллюстрируется 29 рисунками на 25 листах, содержит 2 таблицы и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из во наименооаний на в страницах и приложения на 5 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель работа и задачи исследований, отражены их научная новизна и практическая ценность.

В первой главе выполнен анализ существующих способов управления оперативными переключениями в электроэнергетике, свормулиро-ваны задачи исследования особенностей управления ОП в различных режимах эксплуатации и конкретизированы пути их решения.

Показано, что существумший уровень управления ОП имеет ряа существенных недостатков, не позволяющих осуществлять оптимальное управление. Рассмотрены пути совершенствования СУ СП, отмечено, что наиболее эффективным является создание автоматизированных систем управления ОП с возможностью реализации логических Функций управления и контроля на базе средств вычислительной техники. Предложены способы логического управления и логического контроля кода ОП. Сформулирована задача разработки алгоритмов и структуры АСУ.

Вторая глава посвяшена исследованиям проблем синтеза АСУ. Сформулирована концепция АСУ, представлен математический аппарат для формального описания системы и метод перехода от моделей процессов и функций АСУ к программной реализации системы. Исследованы проблемы диагностики анормальных ситуаций в РУ. Разработаны принципы построения моделей подсистем ПЛУ, С/1У, /КУ.

Способ ПЛУ описывается логической последовательность!« событий:

,- N»1 •-» N=0

где О», О,,- предыдущая и последующая переключательные операции; 2, , 2-я - контрольные (проверочные) действия после выполнения

предыдущей и паелеаумшей операций; - решение на производство 1-й операции, принимаемое по результата« 2»; Ул - команда иа производство операции; N1 - команда блокирования.

Способ СЛУ превстаэляется а вире совокупности процесса У последовательного выполнения множества процедур, реализующего структуру Б вида "ситуация - диагноз - цель - модель - решение -программное логическое управление"!

V = СУг, У., У-, У», Угк«1 б, О) Процесс у = (уж,...,у»> дает средство поиска в Мж решений Я и представляется в аире следующей последовательности процедур: у, - диагностическая процедура распознавания аварийной ситуации в распредус-ройстве; ут - процедура выбора моделей поиска решений, вычисления на которых падут треБуемые решения; уа - процедура поиска управляющих решений; у» - процедура определения иноормационного базиса для принятия решений.

Логический контроль команд управления в АСУ представляет собой двухуровневую структуру. 8 первом уровне осуществляется проверка на соответствие критериям логической непротиворечивости команд управления силовыми КА, за исключением команд от устройств зашит и автоматики, и блокирование неправильных команд на уровне индивидуального управления приводами КА. Второй уровень ЛКУ реализуется в составе алгоритмов ПЛУ по (1) в виде проверок 2, и формирования в случае гИх") в О (ЛОЖЬ) команды блокирования N .

Концептуальной модель» системы ЛУ является неиерархический ориентированный мультиграо Б » (V, Е) , в котором вершинами V является множество элементов системы ЛУ, а ребрами Е - совокупность отношений коммуникации между элементами и интерпретации знаний системы при решении задач ЛУ. Отдельные вершины V, графа

6 являются корневыми вершинами подграфов Б«<У»> , построенных в оиае сетей или иерархических гравоа и служащих оля интерпретаций знаний системы ЛУ.

Структурная схема логической части системы представлена на рис. 1, где II, - модель логического управления, реализуемая е процессорах системы, л» _ модель ЛУ, формируема» у персонала в результате целенаправленного согласования управляющей деятельности персонала с П» ОПК - оормирователь первоочередных операций, которые должен выполнить' персонал для ликвидации анормального режима; ОБП - сормирователь бланков переключений для ПЛУ по создании послеаварийного режима; ИБ - иноор-мационный базис системы; процедуры уж - у.. описаны в <2>.

Для построения алгоритмов АСУ, анализа структуры подсистем ПЛУ, СП У, ЛКУ, использованы Е-сети, яолякщиеся расширением сетей Петри, математический аппарат которых признан наиболее зооективным для оормального описания структуры и взаимодействия параллельных систем и процессов. Исследование аппарата Е-сетей показало, что для решения поставленных в работе задач требуется модиоикация его структур. Адаптированная с учетом особенностей системы ЛУ Е"-сеть задается совокупностью следующих множеств: Ив = (В, В«, й, 11«) , сЗ» « О, *> , «3)

где В - множество символов, называемых позициями, В * 0; В„- множество" решающих позисий, В„СВ; 0 — непустое множество описаний переходов а,, О* О; 5- тип перехода; « - процедура перехода; П0 - начальная разметка сети.

Для моделирования процессов с применением Е"-сетей наиболее часто встречающиеся подсети выделены в качестве макроэлементов -(модулей), таких как "условие", "шаг", "привод", "сормирователь команд" и др. На рис. 2- изображен гра© подсети "шаг", моде-

Рис. 1. Структурная схема логической части автоматиаирооаниой сис темы управпени« опера тиэмнии перекпнзченмями

пирующий процессы шаговсй структуры Л/1У в соответствии с И), и представлено формальное описание модели. Сформированный набор Е*-сетевих модулей позволяет создавать библиотеку программных модулей на одном иэ языков программирования и осуществлять принцип структурного проектирования, заключающийся в пошаговой детализации описания функинн и элементов системы.

ас/швиЕ->

Р'

м?

-и

Ь.

Рис. 2. Пакролереход "шаг"

Иакроперехоп "шаг" моделирует стр^/* уру последовательностного автомата, определяемого как шестмкэг /яентный вектор

= (Б, X"*, У, Ч>, , (Ч)

где Б Б», .... Б,-) - множество внутренних состояний; -

начальное состояние автомата; X"* = 1а», Хш, .... Х„) - множество входных векторов; У »СУ», У», ..., — множество выходных векторов; f и * - функции переходов и выходов, ставящие в соответствие внутреннее состояние автопата 51 = ((5л Х„) и выходной вектор У ,"* = "Р <5Л, Х„> , / в!, Э^еБ, ХкСХ, УЖ€У.

а

Логика работы макроперехоаа!

аы

(1 ,1,0,0,0,0)(0,0,0,1,1,1);

с!в

(1,0,0,0,0,0))- (0,0,1,0,0,0); (5)

(0,1,0,0,0,0) (0,0,1,0,0,0).

Макроиереход "иаг" отображает следующие процедуры. Переход 0, инициализирует программу контроля за выполнением операций 1-го шага алгоритма. Макропозиция Ь„ моделирует процедуру выполнения контрольных (проверочных) действий 2» ло (1), что описывается выражением 2 » г .¡.г , где )»<1,к). (6)

Позиция запрещает оункционирсвание перехода на фазах готовности, активности'и заключительной фазе и разрешая его оункцкопирование на оазе псевсоготсвности. Такая позиция необходима ппя всех шагов в связи с возможность« неправильных действий персонала и блокированием их первые или вторым уровнями блокирования. При этом программа алгоритма ПЛУ ОП останавливается и мотет продолжена после выполнения всех запанных, условий на еункциони-рование перехода 3 заключительной сазе перехода с1т изменяет-

ся разметка е соответствии с уравнениями перехода, при этом реализация условий, связанных с позицией сормирует сообщение о возможности производства операции, соответственно для Ь* осуществляется деблокирование второго уровня блокировки в логической части устройства управления, а проверяет условия и организует переход к Сункиионировани» <¿+1>—го шага алгоритма. вор-' мальное описание рассматриваемой Е"-сетевой модели имеет видг Мо<Ь.> = 1 ; В = СЬ, , Ьи, Ь», Ь,, Ьа, Ь», Ь-,); В„ « Ь„; Б = (1.5; «1» « <Ь., Ь,, Ь«> ; й. » (Ь., Ь», Ь», Ь„, Ь», Ь-,) ;

и

<Ь»> :СР£ «п»_,1<"усяооие"Уг>»»п1.ж 3 - 3 -* М(Ь„> != 1); <7>

Р(х1е ,. . . ,х»„) ■ : -г Н(ЬЖ) :* 1.

В процессе исследования проблем диагностирования анормальны* состояний в РУ получены следующие результаты.

В качестве методов распознавания образов аварийных ситуаций е пространстве признаков для схем РУ наиболее оптимальными являются методы идентивикацим, сравнения бинарных расстояний и анализа сцен. Безошибочность классификации наиболее просто достигается таким попбором признаков пространства К", чтобы оно могло быть разбито на непересекающиеся классы. В таком случае распознавание ситуации а РУ лредстазлят собой идентификации предъявляемой системе реальной схемы и одного иэ заранее установленных классов. Оля случая Г1 сепарабельных класссо решение с принадлежности объекта к 1-му классу будет:'

С«-», если > О <В1

й = С __- '

Сл' , если =» О, гее - решающая функция.

Метод идентификации характерен для схем, связанных с азарий нын отключением поарехяенчог-о оборудования РУ, когда защиты и автоматика работают верно и КА нормально отключают поэре*сенно оборудование. В случае неправильней работы защит, поарехсения в процессе отключения или автоматического повторного включения авария становится развивающейся. При этом ввосятся в работу ус ройства резервирования отказа выключателей, резервные защиты г тающих присоединений отключают значительное количество неповр! денного оборудования и т.д. Такая ситуация, с учетом эозмохн! ти нелразильных замеров отдельных признаков, будет воспринята системой как объект , который нельзя однозначно ияентифицирова

так как невозможно разделить множество этих ситуаций на непересекающиеся классы.

Сля распознавания образа сложной аварийной ситуации э РУ система потна оценить меру сходства предъявленного объекта с эталонами классов, которая может Сыть оценена методом сравнения бинарны* расстояний & бмнарноп пространстве между распознаваемым объектом и эталонами классов. Если )<„•* - вектор исходных измерений, а Р, (1 = 1,5, ..., к) - множество векторов, • арактеризую-ших эталонные обэазы С»» * 5 1=(1,п), то решение по распознаванию принимается в виае й (Х„) = С«,, если ||Х„ - || = 11Ш. <<Э)

В результате классификации по минимальному расстоянию распознаваемый объект будет отнесен к образу наиболее близкого класса. Если такая классификация показывает, нто объект не может быть диосерениивованно отнесен ни к одному из классов, система должна выполнить оучкции анализа сцены. Распознавание методом анализа (интерпретации) сцен осуществляется для объектов, "размытых" в пространстве К"", образы которых пересекаются с многими образами других классов, когда требуется учитывать структурные связи между элементами сиемы (взаимное расположение, соседство, включение) . Для системы ЛУ СП анализ сцен заключается в выявлении возможности создания схемы с.,ЕСа, обеспечивающей живучесть.РУ при сложившейся ситуации и отыскании такой схемы. Процесс распознавания при анализе сцены основан на исчислении предикатов, сводящемся к логическому анализу предикатных оормул вида:

УР(х_)Сд(х») * «N1/ 1=(1 ,п> ; (10)

ЗС«.,£С>о п Сл, = 03/С_.,€С,., с.^ес, С„4€С; 1«(1,п>, ¿=(1,к),

что соответствует утверждениям: "для всех решений по распознаванию аварийных ситуаций решающая вункция ме имеет минимума " и " существует хотя бы одна схема, обеспечивающая живучесть РУ, из

множества таких схем, которая может Быть создана при сложившейся ситуации " .

Анализ методов определения наибольшего сходства между схемой аварийной ситуации и эталонными схемами ситуаций в РЬ показывает, что для каждого частного случая диагностирования конкретного РЬ требуется выбирать класс оункций позволяющий осущест-

влять наиболее надежную классификацию и адаптировать оункции для операций с отдельными классами эталонов ССЛ«»). При этом условие распознавания <*Э) соответствует высказыванию: " ситуация с«, характеризующаяся вектором К"*, относится к некоторому классу СЛ с вектором Хл"* , если выполняется условие Г«<Х~, Хл„-> » шах С££ <Х"*, Х,,-> ; 1 = <1,к>, <11)

где £ (X"*, ХЛЛ-*> , ¿<Х"*, Х,,"») - меры сходства вектора Х-* и векторов Х4Л"* и X,,,-*; N.. - множество схем класса С„; N. - множество схем каждого из к классов, с которыми производилось сравнение. В связи с тем, что вектор состояния ситуации в Ра К- задается в виде набора Бинарных признаков, в качестве меры сходства использованы коэффициенты композиционного сходства. Исследование формул для вычисления С при анализе ситуации в схеме Ра-500 кВ позволило выявить наиболее зооективные из них.

Для разработки методов логического контроля команд проведены исследования модели системы ЛКУ, характеризующейся матрицей взаимосвязи состояний КА Мм^Цт»,»||, 1=Се) , з = , где <еЭ -множество силовых КА схемы Ра, множество точек соединения

аппаратов в схеме. Патрице соответствует граф модели См = (У.Е), для которого V—^ V, Е-*е. Каждая вершина V, графа может иметь состояние "источник", Бу» "В - если вершина непосредственно или замкнутыми ветвями соединена с генератором или энергосистемой; "нагрузка", Бу! = С - вели соединение происходит с нагрузкой;

•земля", Бу, »А - «спи через замкнуты« ребра есть заземление.

Каждое ребро Е, графа может выполнять функции соединения вер-вины с заземление« Е1Ж, вершимы с источником Е1вершины с на1—

эузкой Е1с <ребра соеоинения» или соединения вершины с предыду-аей или последующей вершиной Е1^ (ребро связи), гее 1-1,4*1) .

Сформированная персоналом команда на оперши« е модели ЛКУ идентифицируется с одной из перечисленным Оункиий ребер граоа Зп. Спя проверки команды на блокировочные критерии необходимо зпредегчть состояние вершины, соединяемой с землей, источником или нагрузкой Если ребро осуществляет функции соеди-

нения (или разьединения) двух вершин, то необходимо распознать состояние обеих вершим.

В системе существуют постоянно свормироаанные три матрииы для зпределения состояний вершин:

1»(Е«,Е»Л), - матрица заземлений,

1».= ит» »11 • 1*(Еш,Е1.,) , - матрица источников, (12)

Д™«. * Ц 5 ¿"{ЕсЕхз', - матрица нагрузок.

Анализ элементов матрииы 14,* позволяет конкретизировать вершимы, участвующие о коммутации, после чего распознавшие алгоритмы, -настроенные на базе моделей последоватепьностных автоматов, проверяют столбцы натрии (12), начиная с коммутируемых вершим, на наличие у них ребер соединения с заземлением,' источникон или нагрузкой, после чего осуществляется пошаговая проверка состояния соседних вершин, связанных ребрами связи с исследуемой вер-аиной. Грамматики распознавания состояния вершин имеют вид: 1. = /Э « <А,0,С>, » » (Еа,Е1 ¿У , J »'(VI;

3, если Еи ■ 1;

ЗУ» * С _ <13)

Б, если Еи ■ О5

I"» = Е,вЬЕ14 » (1,0); СБу. - Э) у".

Вектор состояния узлов, корректирующийся по фактическому состоянию схемы РУ, используется вля определения допустимости операций включения или отключения ветви.

В третьей главе разработаны инженерные методы алгоритмического обеспечения АСУ.

Для разработки методов построения алгоритмов подсистем АСУ использован принцип структурного проектирования, закл»оча.в;«ийся в пошаговой детализации описаний процессов и структур системы. Таким образом, создается иерархическая граоовая сеть описаний хода решения задач системы. Каждая сеть включает в себя описания обобщеного уровня, описания на уровне макроструктур £"-сети и детальные формальные описания на базе языка Е"-еетей вида (7). . На базе этих описаний строятся алгоритмы ПГ.У, СЛУ, ЛКУ, оормиро-вания бланков переключений.

На рис. 3 представлен граф макроструктур £"-сети алгоритма ПЛУ, где У» - команда на переключение КА, сормируемая персоналом; Ув - команда, формируемая автоматически системой, на лере-КПХ1Ч-ЗНИЯ в схемах КА, обеспечиэачиих его работу (схемы синхронизации для выключателей, оперативный ток для разьединителей и др.); Уа — команда на разборку схем КА, собранных по команде 14» - команда блокирования первого уровня; («■> - команда на снятие блокирования 2—го уровня; Мж - команда блокирования 2-го уровня. В четвертой главе рассмотрена реализация результатов проведенных исследований. Описаны особенности синтеза АСУ РУ 220/300 кВ Пермской ГРЭС, связанные с созданием системы на базе технических средств "Проконтрол" оирми АББ, ОРГ. Наиболее существенными особенностями являются следующие.

Основой АСУ является цифровая интегрированная децентрализованная система управления технологическими процессами.

>- ПЕРСОНАЛ

ак

запуск (п-и программы ОП

УСЛОВИЕ

ШАГ

УСЛОВИЕ -<

схема КА

привоп КА

< —

(-

и-

обратное сообщение >—;--ча-

-> у.

N

Рис .

3. Граф макроструктур Е-сети алгоритма ПЛУ

содержащая последовательную дистаниионнуи шину передачи команд управления и информации, программируемые микропроцессорные модули ввоаа, вывод* и обработки информации, модули управления верхнего и нижнего уровней, станции управления и наблюдения за процессом с функциональной клавиатурой, активную мнемосхему шита управления , двухуровневую структуру управления переключениями с нижним уровнем, организованным в виде трех подуровней: формирования команд с блокированием команды, не соответствующей программе переключений, вывода команд и исполнения команд, обеспечивающих переключения в схемах управления выключателями, разъединителями, схемах синхронизации, срабатывание электромеханических и световых блокировок. В системе существует независимый от функционирования алгоритмов ЛУ 1-й уровень блокирования неправильных команд, которые может сформировать логическая часть системы или персонал.

Э главе рассмотрены вопросы обеспечения безопасности и надежности функционирования системы, описана организация средств автоматизации оперативно-диспетчерского управления электрической части станции и особенности автоматизации оперативного обслуживания электрической части энергоблоков 600 МЭт Пермской ГРЭС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

!. Показано, что существующий уровень автоматизации управления оперативными переключениями имеет ряд существенных недостатков, не позволяющих осуществлять оптимальное управление ОП. Указанны недостатки связаны с ошибочными действиями оперативного персона па и являются одним из основных источников технологических нару шений и травматизма при производстве оперативных переключений. 2- Обоснована необходимость введения понятия "логическое управ

;ние" и "логический контроль" применительно к управлении) опера-1ВНЫМИ переключениями в РУ в связи с актуальностью проблемы . Предложены способы программного логического и ситуационного этического управления оперативными переключениями и логичес'зго энтроля команд управления коммутационными аппаратами РУ, обес-рчивающие надежность, безопасность и соблюдение логических пра-ил при производстве оперативных переключений в условиях нор-апьного, утяжеленного, аварийного и поспеаварийного режимов. . Сосрмулирована концепция автоматизированной системы управле-ия оперативными переключениями в виде комплекса основных опре-елений для системы и выбран математический аппарат для анализа е оункционирования, базирующийся на теории множеств. . Исследованы возможности применения аппарата Е-сетей для ормализации описания процессов и моделирования оункций системы, йказано, мтз При соответствующем адаптировании его в Е"-сеть ¡оявляется возможность описания нСУ технологами-разработчиками •а уровне, достаточном для рабочего программирования АСУ. >. Исследованы процессы диагностики анормальных ситуаций в РУ.

Выявлены наиболее эовективные способы классификации ситуаций í зависимости от сложности аоарии: методами идентиоикации, выяв-тения наибольшего сходства схемы ситуации с одной из множества эталонных схем ситуаций, анализа сцен для отыскания возможности гоэдания работоспособной схемы РУ при сложных авариях.

Рассмотрены вопросы оптимизации размерности пространства эта-тонсэ и ©ормирование эталонов схем ситуаций для выполнения про-ледур классиоикации при распознавании ситуации в РУ.

Исследованы способы вычисления Оункций сходства и найдена оптимальная оормула для применения в подсистеме СЛУ АСУ. 7. Приведем анализ и синтез конечного автомата, моделирующего

процессы программного логического управления оперативными пе рекпюменийми.

8. Выэеаеиы основные зависимости логического контроля команд управления коммутационными аппаратами.

9. Разработаны инженерные метопы построения алгоритмов попсистем ПЛУ, СЛУ, ЛКУ. При разработке использованы метоп структурного проектирования и принципы мовепирования процессов и структур на базе разработанного аппарата Е"-сетей.

10. Показан удобный спя практического применения метод синтеза бланков переключений.

11. Выполненные в данной работе исследования позволяют создавать (разрабатывать, проектировать, напахивать, вводить в действие, эксплуатировать, перепрограммировать алгоритмы) автоматизированные системы управления оперативными переключениями для электрических распреаелительмых устройств электрических станций

и подстанций, что подтверждено практикой совместного проектиро-

ч

вания с фирмой АБ£, ©РГ и "Энергико" , Финляндия автоматизированных систем управления РЪ 220/500 кВ и электрической части энергоблоков NN 1-1 300 МВт Пермской ГРЭС. Созданы технические требования к АСУ подстанций и предложена методика их тиражиг роаания при проектировании конкретной подстанции. 1Н. Имеется пятилетний успешный опыт эксплуатации АСУ электрической части энергоблоков Е00 МВт. При создании этих АСУ использованы разработанные в диссертации методы автоматизации управления 0П. Анализ эксплуатации АСУ позволяет сделать вывод о возможности построения гибких экономичных АСУ, обеспечивающих повышение надежности и безопасности оперативных переключений за счет внедрения способов программного и ситуационного логического управления и логического контроля команд управления.

. При дальнейших исследованиях предполагается рассмотреть вопросы повышения надежности и эффективности оперативного управле-я режимами эксплуатации тепловых электрических станций на шеетаниионном уровне, а также исследовать особенности комл-ксиого управления оперативными переключениями в схемах элект-ческих соединений и тепломеханических схемах энергоблоков теп-вых электрических станций в нормапьных, аварийных и послеаэа-йных режимах.

Основные положения диссертации изложены в следующих ботах .•

Автоматизированная система управления электрической части риской ГРЭС/ Дубовой З.Г., Поляков В.Е., Черненко B.C., ейноер Е.Г.// Электрические станции. 1991. N4.

Вопросы автоматизации управления коммутационными процессами |дстанций высокого напряжения/ Дубовой В.Г., Поляков В.Е., ■рмемко B.C., Штейнфер С.Г.// Тезисы докладов десятой научно-•хмической конференции "Обмен опытом проектирования, наладки и :сплуатации устройств РЗА и ПА в энергосистемах ОЭС Урала." сатеринбург, 1992. С. 56-5В.

Дубовой В.Г., Черненко B.C., Штейнвер Е.Г. АСУ электрической icти энергоблока 800 МВт Пермской ГРЭС// Электрические станции. 19г. N ь.

, Черненко B.C., Дубовой В.Г. О разработке технических »ебований к АСУ ТП ПС// Электрические станции. 1992. N 9. , Диагностика схем электрических соеоинений.распределительных :тройсте электрических станций и подстанций/ Дубовой В.Г.,

Поляков В.Е.,. Черненко B.C., Итейниер Е.Г.// Изв. вузов. Электромеханика. 1992. И 6.

6. Автоматическое управление переключениями на подстанции 500/220 кВ Пермской ГРЭС/ Дубовой В.Г., Поляков В.Е., Черненко B.C., ИтейнОер Е.Г.// Электрические станции. 1992. N 10.

Доддисаков печать I3.QI.S4 £орыат 60x84 I

Бумага о?сеткая Плоская печать Усл.п..т. I

7ч.-изд. л. 1,09 Tapas 100 Заказ 18 Бесила

Редакцаошо-издатеяьскид оздед УГТУ-УПЛ 620002, Екатеринбург, УП7-УШ1, 8-й учебный корпус Роталринт УЛУ-Ш. 620002, Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 8-2 уч.