О Г Гриб - Система поддержки принятия решения при аварийных ситуациях в энергосистемах - страница 1

Страницы:
1 

Авторами статьи предложена компьютерная система поддержки принятия решения при различных аварийных ситуациях в энергосис­темах. Использование такой системы позво­лит повысить эффективность контроля па­раметров и управления режимами работы со­временных энергетических систем.

УДК 621.311

 

О.Г. Гриб, докт. техн. наук, О.Н. Довгалюк,

канд. техн. наук Харьковская национальная академия городского хозяйства А.Л. Ерохин докт. техн. наук, Харьковский национальный университет радиоэлектроники

 

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ ПРИ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

 

Современные энергосистемы относятся к сложным системам кибернетического типа, построенным по иерархическому принципу и распределенным на значительной территории. На их работу оказывает влияние большое количество факторов, а парамет­ры режимов носят стохастический характер. Процесс управления такими объектами является сложным, включает в себя сочетание централизованных и локальных методов, он основан на решении многоцелевых задач. В связи с этим необходимым и обосно­ванным для решения таких сложных задач является применение компьютерных систем.

Вопрос повышения эффективности оперативного управления энергетическими системами в условиях неопределенности остается важным на протяжении всего време­ни их существования. В последнее время много внимания уделяется одному из его ас­пектов - проблеме поддержки принятия решений в различных ситуациях [1-4].

Процесс управления можно разделить на управление в штатных режимах и не­штатных ситуациях. В штатных режимах управление автоматизировано и вмешатель­ство диспетчера требуется редко. Поэтому для таких режимов широко используются автоматизированные системы управления (АСУ), состоящие из удаленных терминалов, линий связи и разноуровневых систем машинной обработки данных.

В нештатных ситуациях действия АСУ неэффективны и основная роль в диагно­стике, оценке ситуации и принятии решения отводится диспетчеру. При этом для оцен­ки возникшей ситуации, рассмотрения всех возможных вариантов решения и принятия оптимального решения по ее устранению требуется за очень короткие промежутки времени обрабатывать большое количество оперативной информации. Необходимо учитывать, что человеческие возможности ограничены и в такой ситуации существует вероятность принятия диспетчером неправильного решения. Такие действия во время возникшей чрезвычайной ситуации могут привести к тяжелым последствиям, включая угрозу человеческой жизни.

Учитывая это, целесообразным и перспективным является использование систе­мы поддержки принятия решения (СППР), которые позволяют не только преодолеть барьер восприятия, обрабатывая значительно большее количество информации, но и значительно уменьшить влияние психологических факторов на принятие решения.

Как было отмечено, энергетическая система распределена на большой террито­рии и имеет иерархически организованную структуру. Для эффективного управления данным объектом возникает необходимость создания системы управления, соответст­вующей требованиям:

         •   обладать распределенной структурой;иметь высокое быстродействие при работе с пространственными данными в реальном масштабе времени;

         осуществлять функции поддержки принятия управленческих решений как в штатных, так и в чрезвычайных ситуациях;

•     взаимодействовать с другими информационными системами. Управление энергосистемами включает следующие задачи:

         прогнозирование нагрузки;

         оптимизация режимов энергопотребления;

         диагностика аварии;

         принятие решения об устранении аварии;

         перераспределение нагрузки в аварийных режимах;

         прогнозирование аварийных ситуаций в энергосистеме;

         анализ причин аварии и выработка мер по их предотвращению.

Задачами новой СППР должны стать как регистрация штатных и нештатных событий в системе с возможностью визуализации для пользователей, так и оператив­ная оценка значимости отдельных составляющих возникшей ситуации, генерация воз­можных решений, оценка последствий и эффективности этих решений (количествен­ные и качественные характеристики), выбор наиболее оптимального из решения (исхо­дя из полученных характеристик).

Учитывая современные тенденции развития техники и технологий целесообраз­ным является применением компьютерных СППР.

Программное обеспечение современной системы принятия решений в аварийной ситуации должно содержать:

1)      подсистему принятия решения о факте предаварийной ситуации или аварии;

2)      подсистему накопления кодов аварий и кодов предаварийных состояний;

3)             подсистему выработки сценария ликвидации предаварийной ситуации или аварии.
Подсистема принятия решения о факте предаварийной ситуации или аварии ос-
нована на сравнении в реальном масштабе времени кодов сигналов энергосистемы и
кодов, хранящихся в оперативной памяти. Распознавание аварии осуществляется за
счет описания классов через определенные значения значащих признаков. Такими при-
знаками являются матрицы параметров, хранящиеся в базе знаний в виде наборов
предикатных уравнений, характеризующих балансы мощностей в системе, выход час-
тоты их допустимого коридора и любые другие параметры контроля.

Подсистема генерации решения является интеллектуальной системой, основан­ной на базах знаний, составляющих одну из важнейших областей искусственного ин­теллекта [5]. Для ее реализации необходимо наличие моделей и методов получения, структурирования и извлечения знаний о параметрах режимов электрической сети.

Структурно подсистема выработки решения состоит из базы знаний аварийных ситуаций, модуля получения и обработки запроса с диспетчерского узла и продукцион­ного модуля. БЗ является распределенной и выполнена по Интернет-технологиям.

В основе компьютерной системы поддержки принятия решения лежит ядро гео­информационной системы (ГИС). Использование стандартного ГИС-пакета позволяет не только организовать распределенную в пространстве СУ, но и представлять инфор­мацию об энергетической системе как объекте управления в удобном для восприятия виде. Так схемы сетей различного уровня напряжения представлены отдельными слоя­ми: схемы распределительных сетей низкого напряжения до 1000 В (С РСНН), схемы распределительных сетей среднего напряжения 6 - 35 кВ (С РССН), схемы питающих сетей высокого напряжения 110 - 750 кВ (С ПСВН), каждые их которых также разбиты на отдельные слои. При необходимости на монитор автоматизированного рабочего места диспетчера можно выводить только интересующие из них. Схемы сетей рассмат­риваются с привязкой к реальной картографической характеристике местности и с уче­том других инженерных систем, расположенных на этой территории.

Система поддержки принятия решений выполнена по модульному принципу. Программное обеспечение для нее основывается на базах знаний, которые в зависимо­сти от вида текущего события предлагают диспетчеру различные готовые сценарии принятия решений. Это позволяет преодолеть барьер восприятия человека, а, следова­тельно, существенно сократить время оценки ситуации и принятия решения, т.е. повы­сить эффективность оперативного управления.


Согласно схеме, представленной на рис. 1., поддержка принятия решения осу­ществляется в такой последовательности. Модуль приема и первичной обработки ин­формации о событии осуществляет регистрацию параметров режима работы системы. Через модуль получения и обработки запроса на диспетчерский узел поступает необхо­димая информация о схемах сетей и параметрах и их элементов: кабельных либо воз­душных линиях электропередачи (П ЛЭП), трансформаторов и автотрансформаторов (П ТР), выключателей (П В), реакторов (П Р), компенсирующих устройств (П КУ), уз­лов нагрузок (П Н). По результатам схем и полученных параметров режимов работы составляется карточка текущего события.На основании значений параметров режима работы системы в следующем ин­теллектуальном модуле происходит поиск кода аналогичного события путем перебора карточек аварийных событий, хранящихся в базах знаний аварий (БЗ аварий). Базы знаний аварий разделены по виду аварии, по иерархической принадлежности сети: ава­рии в распределительных сетях низкого напряжения (А РСНН), в распределительных сетях среднего напряжения (А РССН), в питающих сетях высокого напряжения (А ПСВН). Доступ ко всем базам знаний осуществляется через модуль интеллектуаль­ного посредника. В следующем модуле код текущего события сравнивается с кодами выбранных аналогичных событий и рассматриваются возможные варианты решений по управлению в данной нештатной ситуации, используя накопленную ранее в аналогич­ных ситуациях информацию, хранящуюся в базе знаний готовых решений (БЗ готовых решений). В модуле продукции решения из рассматриваемых вариантов с учетом нор­мативных требований, представленных в базе знаний нормативных документов (БЗ нормативных документов), выбирается оптимальный в данной ситуации и предла­гается диспетчеру. Диспетчер выступает лицом, принимающим окончательное реше­ние, которое фиксируется и отправляется в базу знаний аварий.

К достоинствам такой СППР следует отнести:

-                  модульный принцип построения дает возможность быстрого наращивания вычислительных ресурсов;

-                  возможность использования в своей работе пакетов стандартных приклад­ных программ для обработки полученной информации.

Структурная схема предложенной СППР представлена на рис. 2.

 

Компьютерный модуль

 

 

 

Рис. 2. Структурная схема системы поддержки принятия решения

 

Рассматриваемая СППР решает задачи о максимизации вероятности пребывания контролируемых параметров энергосистемы (напряжение, частота, мощность) в задан­ной области [6].

Значение величины оптимального управления определяется методом последова­тельных интервалов при задании граничных значений контролируемых параметров, шага по времени и координатам определения параметров.

Определение величины оптимальное управление СППР осуществляет, исполь­зуя один из пакетов стандартных математических программ.

Таким образом, разработанная компьютерная СППР позволит повысить опера­тивность управления энергетическими системами как в нормальных, так и в аварийныхрежимах их работы, а также, используя накопленный опыт предыдущей работы, про­гнозировать возможные чрезвычайные ситуации и принимать верные управленческие решения по их устранению.

Применение таких систем для поддержки принятия решений позволит в дальнейшем выйти на качественно новый уровень управления сложными энергетическими системами.

 

Литература

1.   Геловани В. А., Бритков В.Б., Вязилов Е.Д. Системный подход к интеграции методов компьютерного моделирования, систем искусственного интеллекта и телеком­муникаций для построения систем поддержки принятия решений в особых ситуациях // Третья международная конференция «Проблемы управления в чрезвычайных ситуаци­ях». - М.: Институт проблем управления. - 1995. - с. 6-7.

2.   Черемісін М.М., Зубко В.М. Автоматизація обліку та управління електроспо-живанням. - Харків: Факт, 2005. - 192 с.

3.   Гуль В.И., Минченко А. А., Нижевский В.И., Шевченко С.Ю. Эксплуатация электрических систем (отдельные вопросы). - Харьков: НТУ «ХПИ», 2006. - 200 с.

4.   Компьютерные информационные технологии в электроэнергетике: Уч. посо­бие / И.Г.Абраменко, О.Г.Гриб, О.Н.Довгалюк, Д.Н.Калюжный, К.М.Карпенко, А.В.Кольченко, В.И.Левин, Н.П. Пан, И.Н.Рябченко, Г.А.Сендерович. Под общ. редак­цией О.Г.Гриба. - Харьков: ХГАГХ, 2003. - 170 с.

5.   Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский -СПб.: Питер, 2001. - 384 с., ил.

6.   Афанасьев В.Н., Колмановский В.Б., Носов В.Р. Математическая теория кон­струирования систем управления: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 1998. - 574 с., ил.

 

 

СИСТЕМА ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕННЯ ПРИ АВАРІЙНИХ СИТУАЦІЯХ В ЕНЕРГОСИСТЕМАХ О. Г. Гриб, О. М. Довгалюк, А. Л. Ерохін Авторами статті запропоновано комп 'ютерну систему підтримки прийняття рішення при різних аварійних ситуаціях в енергосистемах. Застосування такої систе­ми дозволить підвищити ефективність контролю параметрів та управління режима­ми роботи сучасних енергетичних систем.

 

SYSTEM OF SUPPORT DECISION MAKING AT EMERGENCIES IN POWER

SYSTEM

O. G.Grib, O. N. Dovgalyuk, A. L.Erohin The computer system of support decision making under different emergencies in pow­er system has been created authors of the article. Use of such system will allow to raise effi­ciency of the checking parameter and management state of working modern energy systems.

Страницы:
1 


Похожие статьи

О Г Гриб - Алгоритм реализации методики распределения ответственности за искажение синусоидальности

О Г Гриб - Исследование электропотребления с учетом качества электрической энергии в сетях коммунального предприятия

О Г Гриб - Построение модели кривых силы света светильников наружного освещения городов

О Г Гриб - Система поддержки принятия решения при аварийных ситуациях в энергосистемах

О Г Гриб - Моделирование закономерностей участия субъектов в нарушении симметрии по обратной последовательности