Регистрация / Вход
Прислать материал

14.575.21.0104

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.575.21.0104
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Название доклада
Разработка информационно-телекоммуникационной системы поддержки принятия решения диспетчерским персоналом электроэнергетических систем
Докладчик
Бай Юлий Дмитриевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью проекта является разработка комплекса научно-технических решений в области создания информационно-телекоммуникационных систем поддержки принятия решения диспетчерским персоналом электроэнергетических систем для обеспечения их надежной и эффективной работы. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Анализ и исследование существующих систем поддержки принятия решений диспетчерским персоналом электроэнергетических систем, а также диспетчерских тренажеров. Это позволит выявить аспекты работы диспетчеров, проанализировать их возможности и компетенции, а также выявить и проанализировать проблемы в существующих системах поддержки принятия решения.
2. Обоснование выбора гибридных методов моделирования энергосистем для построения высокоэффективной интеллектуальной информационно-телекоммуникационной системы поддержки принятия решения диспетчерским персоналом электроэнергетических систем.
3. Разработка концепции информационно-телекоммуникационной системы поддержки принятия решения диспетчерским персоналом электроэнергетических систем.
4. Разработка в соответствии с предложенной концепцией экспериментального образца информационно-телекоммуникационной системы поддержки принятия решения диспетчерским персоналом электроэнергетических систем (разработка и исследование алгоритмов функционирование системы, разработка структуры и элементов системы, реализация отдельных частей и системы в целом и их тестовое исследование).
5. Экспериментальные исследования созданного экспериментального образца информационно-телекоммуникационной системы поддержки принятия решения диспетчерским персоналом электроэнергетических систем.
Актуальность и новизна исследования
В силу единства, непрерывности и параллельности генерации, распределения и потребления электроэнергии всё участвующее в данном процессе оборудование постоянно связано между собой в нормальных и аварийных режимах его работы. Поскольку подавляющее большинство этого оборудования представляет собой динамические элементы, к тому же преимущественно нелинейные и с весьма значительным диапазоном постоянных времени, любая современная электроэнергетическая система (ЭЭС) образует многопараметрическую, жесткую, нелинейную, динамическую систему. Проектирование, исследование и эксплуатация таких систем, в отличие от статических, объективно являются несоизмеримо более сложными задачами. Сказанное подтверждает и обобщённая статистика аварийности в российских и зарубежных ЭЭС, согласно которой причиной значительного числа тяжелых аварий и их развития в ЭЭС (по разным оценкам не менее 25%) служат неправильные и запоздалые действия диспетчерского персонала. Учитывая данное обстоятельство можно сделать вывод о том, что использование систем поддержки принятия решения для диспетчерского персонала является жизненно необходимым. Проведенный анализ существующих систем данного назначения позволил сделать вывод об отсутствии средств, способствующих получению полной и достоверной информации о режимах и процессах в ЭЭС, необходимой для оперативного принятия обоснованных оптимальных решений по управлению ЭЭС, что подтверждает новизну исследований. Исходя из вышесказанного, следует, что разработка информационно-телекоммуникационной системы поддержки принятия решения диспетчерским персоналом электроэнергетических систем для обеспечения их надежной и эффективной работы является актуальной задачей.
Описание исследования

Результаты аналитического обзора опубликованной информации, касающейся тематики исследований, а именно: собственно известных средств данного назначения, советчиков и тренажеров диспетчерского персонала, а также программных и программно-технических средств расчета режимов и процессов в электроэнергетических системах (ЭЭС), легли в основу разработки информационно-телекоммуникационной системы поддержки принятия решения диспетчерским персоналом электроэнергетических систем (ИТС ППР ДПЭС). Теоретически строго обоснованный анализ свойств и возможностей перечисленных средств показал отсутствие в настоящее время в мировой электроэнергетике средств ППР ДПЭС, обеспечивающих надежное и эффективное функционирование ЭЭС.

Объективность данного вывода подтверждает и приведенная независимая обобщенная статистика тяжелых системных аварий в мировой электроэнергетике, согласно которой причиной 25% таких аварий служат неправильные или запоздалые действия ДПЭС. Основываясь на характеристиках ЭЭС и вышеуказанных средств, выявлены и доказаны факторы существования обозначенной многоаспектной сложной проблемы и невозможность ее успешного решения при превалирующем в настоящее время одностороннем сугубо численном подходе к моделированию ЭЭС, неизбежно составляющем структурную основу средств ППР ДПЭС.

В качестве альтернативного решения проблемы в рамках НТИ предложен комплексный подход, снимающий ограничения одностороннего подхода и позволяющий разрабатывать и применять для каждого значимого аспекта проблемы наиболее эффективные методы, способы и средства, агрегирование которых обеспечивает ее успешное решение в целом. В соответствии с этим подходом сформулирована концепция создания ИТС ППР ДПЭС и рассмотрены два возможных варианта ее осуществления, структурной основой каждого из которых является мультипроцессорная моделирующая система реального времени электроэнергетических систем (ММС РВ ЭС), предназначенная для непрерывного достоверного воспроизведения в реальном времени текущих квазиустановившихся процессов ЭЭС по данным схемно-режимной информации ОИК ЭЭС (SCADA) или СМПР (WAMS) переходных и послеаварийных квазиустановившихся процессов при всевозможных нормальных, аварийных и послеаварийных режимах работы оборудования и ЭЭС, возникающих вследствие интерактивного или автоматического выполнения алгоритмов и сценариев ППР ДПЭС.

Различие вариантов состоит в принципах реализации программно-аппаратной информационно-управляющей системы (ИУС) и соответственно специализированного программного обеспечения: ИТС ППР ДПЭС с монопроцессорной ИУС или с многоуровневой многопроцессорной ИУС.

Сравнение свойств и возможностей указанных вариантов разработки ИТС ППР ДПЭС с основополагающими условиями создания ИТС ППР ДПЭС, обеспечивающей надежное и эффективное функционирование ЭЭС, показало, что оба варианта в настоящее время удовлетворяют этим условиям.

Созданная в ходе ПНИ ИТС ППР ДПЭС базируется на комплексном подходе, позволяющем разрабатывать и применять для каждого значимого аспекта проблемы создания ИТС ППР ДПЭС наиболее эффективные методы, способы и средства, агрегирование которых обеспечивает ее успешное решение в целом.  В соответствии с этим подходом реализован вариант программно-аппаратной реализации ИТС ППР ДПЭС с многоуровневой многопроцессорной информационно-управляющей системой (ИУС), которая позволяет оперативно осуществлять функциональную обработку несоизмеримо больших объемов информации и, учитывая развитие ЭЭС, увеличение объемов схемно-режимной информации.

Результаты исследования

В ходе выполнения ПНИ получены следующие научно-технические результаты:

1. Принципы построения информационно-телекоммуникационной системы поддержки принятия решений диспетчерским персоналом электроэнергетических систем (ИТС ППР ДПЭС).

2. Экспериментальный образец (ЭО) ИТС ППР ДПЭС.

3. Алгоритм возможных действий диспетчерского персонала в различных режимных ситуациях в электроэнергетических системах (ЭЭС).

4. Рекомендации по эффективному использованию диспетчерским персоналом ИТС ППР ДПЭС для выработки наиболее оптимальных решений в области управления режимами ЭЭС.

Разработанная ИТС ППР ДПЭС не имеет прямых аналогов в мире. Системы аналогичного назначения не позволяют обеспечить возможность получения полной и достоверной информации о режимах и процессах в ЭЭС, необходимой для оперативного принятия корректных решений по управлению энергосистемой.

Практическая значимость исследования
Предполагаемыми потребителями результатов проекта являются такие крупные в электроэнергетике предприятия как ПАО «ФСК ЕЭС», ПАО «Россети», ОАО «СО ЕЭС». Предлагаемая разработка будет бесспорно интересной для названных компаний, так как они весьма заинтересованы в повышении квалификации диспетчерского персонала и минимизации их ошибочных действий (в настоящее время в соответствии обобщенной статистикой аварийности в электроэнергетических системах примерно 25% тяжелых аварий происходит по этой причине), а также повышении эффективности управления в энергосистеме. Кроме того, они являются ключевыми «фигурами» в продвижении инновационных идей и проектов в электроэнергетике. Об этом свидетельствуют многочисленные организуемые ими конференции и симпозиумы для обсуждения данной проблемы, а также выставки для демонстрации существующих разработок. Названные компании обладают существенными ресурсами для производства разрабатываемого устройства в промышленном масштабе. Кроме того, они способны провести испытания на реальных объектах.


Постер

Poster_Bay_new.ppt