А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет»




Скачать 91.35 Kb.
НазваниеА. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет»
Дата публикации16.06.2014
Размер91.35 Kb.
ТипАнализ
uchebilka.ru > Информатика > Анализ
УДК 621.713.13: 621.313

Виджет «Контур нулевой последовательности сети»

для мобильного дисплея АСУ ТП «ЭЛЕКТРО смарт-грид»

А.П. Никифоров

Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет»

ул. Артема, 1, Донецк, 83001, Украина, e-mail: apnikiforov@yandex.ua

Сети смарт-грид относятся к новому этапу развития энергетики. Показан способ построения электроэнергетических сетей смарт-грид исходя из конечного смыслового результата – уверенности в правильности и эффективности работы сети и оборудования сети. Оперирование смысловыми информационными потоками в сети, а также синтез устройств релейной защиты и автоматики согласно принципам смарт-грид выполнены структурно-информационным методом, относящимся к области технического интеллекта. Разработка алгоритмов устройств учитывает возможность развития наихудших случаев повреждений изоляции в высоковольтном оборудовании сети. Рассматриваются способы поддержания работоспособности сети, основанные на наименьших затратах при наибольшей эффективности. Построение и применение виджета направлено на переход к управлению и обслуживанию сети с минимальными затратами времени и ресурсов на ремонт повреждений, профилактику отказов, выявление дефектов и неисправности оборудования на ранних стадиях их развития, устранение редких и нераспознаваемых ситуаций в сети. Виждет позволит выполнять работу службам с помощью мобильного устройства в любой удаленной точке сети. Результаты работы помогут перейти от авторитарного прогнозного управления сетью к автоматическому управлению сетью смарт-грид. В энергосетях традиционного построения результаты позволят продлить работу оборудования сети и поддерживать непрерывность технологических процессов потребителей электроэнергии.

^ Ключевые слова: смарт-грид, структурно-лингвистический метод, технический интеллект.


Анализ последних исследований и публикаций. Развитие сетей смарт-грид (СМГР) (рис. 1) происходит по разным классам напряжения: до 1 кВ, 6-35 кВ, более 110 кВ [1]. К настоящему времени известны следующие задачи построения сетей СМГР - 1. Управление генерацией. 2. Опти-мизация работы сетей. 3. Мониторинг оборудова-ния. 4. Системы передачи данных. 5. Совершенство-вание устройств РЗиА. Успешность развития и эффективность построения сетей СМГР основывает-ся на информационных алгоритмах, и как следствие, на графическом представлении смысловой инфор-мации о текущем состоянии сети и работе оборудо-вания. Рассмотрим подробнее решение задач СМГР исходя из конечного результата – уверенности в правильности и эффективности работы сети [1, 2].


Рисунок 1 - Унифицированная структурная схема сети СМГР

Рисунок 2 - Система АСНОР работы МСОУЗ
Современные способы отображения получаемой информации о смысле происходящих событий в сети. При сок-ращении обслуживающего персонала сети вплоть до автоматического режима работы сети контролируе-мая информация будет передаваться на более высо-кий уровень автоматизированного управления или на ПК хозяйствующих субъектов. Рабочее место для анализа аварийных файлов (управления сетью СМГР) может находиться на удаленно размещенном ГЩУ, на ПК служб эксплуатации, ремонта и обс-луживания оборудования сетей, работающих по контрактам, а также быть мобильным (сотовые теле-фоны, планшетные компьютеры, очки гугл-глас) с доступом к специальному сайту. Условия представ-ления минимума информации (необходимого и дос-таточного) можно выполнить на основе получения смысловой информации о сути переходных процес-сов (ПП) в сети (рис. 2). Для устранения и разбора аварийной ситуации (выяснения сути ПП, причин появления нештатных длительных, кратковремен-ных смысловых ситуаций) требуется наличие более подробной диагностической информации [2]. Прак-тическая реализация такого построения сетей СМГР априори исходит из возможностей микропроцесс-сорной элементной базы. Рассмотрим мобильное рабочее место как развитие способов построения стационарных рабочих мест на главном щите управления (ГЩУ) подстанций сетей традиционного построения [2] и участков У сетей СМГР (рис. 1) на примере контура нулевой последовательности сети (КНПС) распределительных сетей 6-35 кВ [1].

Постановка проблемы. Пусть имеется терми-нал РЗиА «Т-КНПС» [1, 2] высоковольтной ячейки КРУ трансформатора напряжения ТН. Следует отметить, что терминалы РЗиА предложены для всех высоковольтных ячеек КРУ кроме ТН (рис. 3). Причиной этого является отчасти представление информации ТН на ГЩУ (рис. 3), отчасти недоиспользованием имеющейся информации, поставляемой ТН. Терминал КНПС формирует систему автоматической стабилизации нормального режима рабо-ты (АСНОР) сети (рис. 2), которая автоматически решает задачи СМГР. Графическое представление информации реализуется на основе виджета – оконного представления работы терминала КНПС и системы АСНОР на экране ПК АСУ ТП «ГЩУ» (рис. 3). Виджет реализует работу «Щита контроля изоляции» с однолинейной схемы сети.

Формулирование целей статьи. Разра-ботка виджета КНПС. Согласно работам [1, 2] применим структурно-информационный (SI) метод для синтеза устройств РЗиА, решающих задачи СМГР. Имеется смартфон (планшет) с виджетом и доступом к специализированному сайту через ин-тернет. На сайте автоматически выкладываются ава-рийные файлы и диагностические сообщения, имею-щиеся в терминале КНПС и устройствах РЗиА. Сайт может быть активным (с полным доступом к уст-ройствам РЗиА и техническому оборудованию) или иллюстративным (без доступа). Этим и другими ме-роприятиями достигаются требования к защищен-ности информации. При расположении на ПК ГЩУ виджет будет одним из инструментов АСУ ТП сети.

При практической работе с виджетом «Т-КНПС-АРК», реализуя идею о «невмешательстве» в техно-логический процесс (диагностика работы оборудо-вания «под напряжением»), можно выявить причину появления сообщения о нарушении «Нормального режима работы» сети (рис. 2). Например, сложные события в сети (пробои изоляции оборудования, случаи редких кратковременных или повторяющих-ся отказов через длительные интервалы времени) могут оказаться неустранимыми в автоматическом режиме. Допускается устранение неисправности оборудования в течение нескольких часов, обеспе-чивая непрерывность технологического процесса потребителя. Подобные сложные случаи можно расследовать методом исключения, наблюдения за работой и составом оборудования при оперативных переключениях, пусках и др. [2] с контролем изме-нений диагностических сообщений, смысловых сиг-налов S(t) фаворитов на отключение (рис. 3), сигна-лов аварийных файлов за интересующее время.


Рисунок 3 – Примеры дисплея АСУ ТП «^ ГЩУ» сети СМГР и виджета терминала «Т-КНПС»
Формирование требований к разра-ботке дизайна виджета «Т-КНПС». Эффек-тивность применения виджета определяется специ-фикой работы оперативного персонала. При нор-мальном развитии ПП, когда сохраняется возмож-ность автоматической работы системы АСНОР, вид-жет не привлекает внимания оперативного персона-ла, может быть уменьшен до минимальных значе-ний. Работа с виджетом происходит по желанию оперативного персонала или в случае «сложного» развития ПП. Сформируем ряд требований к дизай-ну виджета. 1) Появление ПП приводит к изменениям параметров виджета - меняется цвет фаворита на отключение среди присоединений сети в зависимости от величины смыслового сигнала S(t) (рис. 2-3), сопровождается переменным свечением, выдаются знаки «Почта», «Диагностическое сооб-щение» и др. 2) Диагностическое сообщение, фор-мируемое ЭкС (рис. 2), имеет встроенные необходи-мые инструменты для локализации и устранения причины нарушения смысловой ситуации «Норм-альный режим работы» в удобной форме. 3) Шаб-лон диагностического сообщения состоит из актив-ных зон, которые заполняются графическими знака-ми (блинкерами). Блинкеры являются выходами корневых символов дерева распознавания в СинА, ЭкС (рис. 2). Предпочтение в сообщениях отдается для интуитивно понятной графической информации, воспринимаемой проще текстовой. 4) На поле ос-новного окна виджета (рис. 3) располагаются инди-каторы отображения смысловых сигналов S(t) в режиме сканера, в виде сигналов аварийного файла, списка аварийных файлов и др. 5) В расширенном меню виджета должны быть инструменты запуска тестовой программы устройств системы АСНОР и др. 6) Настройка параметров работы устройств системы АСНОР выполняется по паролю через соответствующий инструмент меню виджета. 7) Виджет имеет инструменты для ручного отклю-чения участков сети по локальной информационной сети через устройства селективного поиска (СП) поврежденного присоединения сети, управления дугогасящим реактором (ДГР) через автоматический регулятор компенсации (АРК). Рассмотрим примеры работы с виджетом «Т-КНПС».

Выявление повреждений на ранних этапах их развития. Известно, что затраты на профилактику отказа оборудования обходятся нам-ного дешевле, чем на ликвидацию последствий пов-реждений. При автоматической реализации алгорит-мов профилактики возможно повышение экономи-ческого эффекта работы сети за счет сохранения технологического процесса производства, и не раз-вития величины ущерба сверх минимальных зна-чений. В качестве наиболее эффективных алгорит-мов для применения в сетях СМГР предпочтение следует отдать алгоритмам, позволяющим настро-ить сеть так, чтобы без коммутации выключателей Q обеспечивать устранение повреждений, поиск и профилактику неисправностей. Например, извест-ной причиной 75% и более [2] всех аварий в сети приходится на повреждение изоляции на землю. Главным способом уменьшения аварийности яв-ляется автоматическая работа ДГР (п. 4.2.183 ПУЭ). Совместно с емкостью сети ДГР образует резонанс-ный контур (КНПС) (рис. 1) с искусственным или естественным входным сигналом. На основе контро-ля выхода КНПС (МСОУЗ на рис. 2) (параметров резонансной характеристики всей гальванически связанной сети) можно выполнять диагностику и профилактику неисправностей оборудования «под напряжением». Способ применяется для неразделяе-мого оборудования, имеет высокую чувствитель-ность. Для реализации способа задействуется поле информационных датчиков устройств КНПС (рис. 3) – АРК, СП, высокочастотного цифрового регист-ратора (ВЦР). Другие примеры эффективных алго-ритмов – системы активной фильтрации, коррекции, стабилизации, накопители, являющиеся ИО (рис. 2).

Диагностика и самоконтроль обору-дования КНПС «под напряжением». Формирование и контроль смысловых сигналов S(t) в системе АСНОР позволяют реализовать алгорит-мы самоконтроля и частичной диагностики «под напряжением», то есть перейти от неформальной тенденции в эксплуатации оборудования «работа до отказа» к правилу «Автоматическая профилактика отказа». Под самоконтролем будем понимать выдачу двух диагностических сообщений «Нор-мальный режим работы» и его отсутствие. Под ди-агностикой будем понимать автоматическое форми-рование сообщения о причине отказа. В виду невоз-можности полного разъединения работающего обо-рудования сети достичь полной диагностики нельзя, поэтому диагностика является частичной и относит-ся к области технического интеллекта [1]. Согласно SI-методу, применяя унифицированный смарт-де-тектор «За-Против» или «Yes-Against» [1-2] можно формировать и контролировать порогами ρ смысло-вой сигнал SSMART(t)=f(«Yes»(t)-«Against»(t)) (рис. 2), следовательно, анализировать эффективность рабо-ты сети во времени эксплуатации по изменениям сигналов SSMART-EFF(t), SEFFICIENCY(t), живучести SSURVIVABILITY(t), энергодиспетчера SMANAGER(t), ГЩУ SMCB(t) имеющимся инструментом виджета.

Причины появления повреждений оборудования. Первопричиной повреждений следует рассматривать именно большую поверх-ность и объем изоляции оборудования. Выполнить долговечную, нестареющую изоляцию фактически невозможно. В связи с этим обычно в технических конструкциях применяется специальный слой изо-ляции, который заполняет появляющиеся поврежде-ния и обеспечивает дальнейшую эксплуатацию изоляции (например, масло-канифольный слой в вы-соковольтных кабелях). Применение ДГР позволяет создать условия для реализации возможности само-восстановления изоляции. В высоковольтных кабе-лях с шитым полиэтиленом такой слой явно не ука-зан и это вопрос к разработчикам кабеля. Возможно, слой в конструкцию кабеля не введен в виду его предельного удешевления. Но при условиях, созда-ваемых в месте повреждения автоматически настро-енной ДГР, текучесть полиэтилена (то есть пока полиэтилен не обуглен) могут реализовываться свойства самовосстановления изоляции. С любой точки зрения наличие свойства самовосстановления изоляции является необходимым свойством.

Выводы. Показаны пути решения задач СМГР и способы контроля эффективности работы сети.
ЛИТЕРАТУРА

1. Никифоров А. П. Задачи защиты и управле-ния, решаемые терминалом контура нулевой пос-ледовательности сети // Научные труды Нац. Техн. Универ. «Львовская политехника». Серия: «Эле-ктротехн. системы», №637.- Львов, 2009.- С. 63-67.

2. Никифоров А. П. Теорема о наличии смыслового сигнала в системах релейной защиты / // Научно-производственный журнал «Техническая электродинамика». Часть 2. НАН Украины. Институт электродинамики. - Киев, 2010. - С. 73-76.

^ WIDGET PATH ZERO-SEQUENCE NETWORK FOR MOBILE DISPLAY ICS «ELECTRO SMART GRID»

А. Niкiforov

State Institution of Higher Education «Donetsk National Technical University»

Str. Artema, 53, Donetsk, 340001, Ukraine. E-mail: apnikiforov@yandex.ua

Network smart grid refers to a new phase of energy development. Shows to build electricity networks smart grid based on the ultimate meaning of the - confidence in the correctness and efficiency of the network and network equipment. Operation of semantic information flow in the network, and synthesis of relay protection and automatics according to the principles of smart grid is made structural-information method that belongs to the field of technical intellect. Development of algorithms takes into account the possibility of developing worst cases of damage of insulation in high-voltage network equipment. Discusses how to support the network, based on the lowest cost with the greatest efficiency. The construction and application of the widget is moving to management and service network with a minimum expenditure of time and resources to repair damage, prevention of faults, defects and malfunctions of equipment at the early stages of their development, elimination of rare and unrecognizable situations in the network. Widget will allow you to work services using a mobile device in any remote location on the network. The results will help to shift from authoritarian forecast network management for automated network management the smart grid. In the power grids of traditional build results will allow to extend the network equipment and to maintain the continuity of technological processes of electric power consumers.

Кey words: smart grid, transition, structural linguistic method, technical intellect.


REFERENCES

1. Nikiforov, A. P. (2009), "Problems of protection and the managements solved by the terminal of a contour of a zero sequence of a network", "The Lvov polyengineering", а series: "Electrotechnical systems", № 637, Lvov, Ukraine, p. 63-67.

2. Nikiforov, A. P. (2010), "Theorem on the availability of semantic signal in relay protection systems", Nauchno-proizvodstvennij zhurnal [Tekhnicheskaja elektrodinamika»]. Part 2. NAN of Ukraine. Institut elektrodinamiki, Kiev, Ukraine, p. 73-76.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconШаповал с. Н., к т. н., доц., Худолей о. Г., к т. н., доц., Негрей т. А., асс
Государственное высшее учебное заведение Донецкий национальный технический университет, г. Донецк

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconМинистерство образования и науки российской федерации государственное...
Ректор Донецкого национального технического университета, д т н., проф., председатель оргкомитета

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconМинистерство образования и науки российской федерации государственное...
Ректор Донецкого национального технического университета, д т н., проф., председатель оргкомитета

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconПрактикум по дисциплине «Модели финансовой и банковской деятельности»...
Государственное высшее учебное заведение «донецкий национальный технический университет»

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconГосударственное высшее учебное заведение «донецкий национальный технический...
Рекомендовано учебно-издательским советом Доннту в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся...

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconМинистерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
Государственное высшее учебное заведение Киевский национальный экономический|экономичный| университет

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconКвантово-информационный способ прогнозирования аварийных ситуаций в шахтах
Государственное высшее учебное заведение «Национальный горный университет», г. Днепропетровск, Украина

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconКонцепция развития учетных систем предприятий в условиях информационного...
Государственное высшее учебное заведение Киевский национальный экономический университет

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconНациональный университет «Юридическая академия Украины имени Ярослава Мудрого»
Национальный университет «Юридическая академия Украины имени Ярослава Мудрого» г. Харьков − автономное государственное высшее юридическое...

А. П. Никифоров Государственное высшее учебное заведение «Донецкий национальный технический университет» iconГосударственное высшее учебное заведение
Гвуз "Киевский национальный экономический университет имени Вадима Гетьмана" (кнэу) состоится международная научно-методическая конференция...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<