Введение к работе
Актуальность темы исследования определяется новим эталон развития обобпряютх методов теории подобия и моделирования; ігироким фактическим внедрением средств вычислительной техники; перестройкой мышления и принятия решений с точки зрения достоверности, качества и эффективности различных видов информации; алгоритмизацией и автоматизацией задач моделирования, связанных с активным применением ЭВМ. Практическая реализация.этих направление деятельности требует совершенствования подхода к задачам исследования, проектирования и управления с учетом стохастической природы процессов в системах энергетики. Решение этой проблемы связано с разработкой информационной теории моделирования» направленной га упорядочение получения и обработки информации об объектах и процессах Необходимость исследования и развития рассматриваемых в работе вопросов, направленных на реализацию задач по разработке новых строгих и приближенных вероятностных методов; обобщению сочетаний детерминированных и вероятностных методов и приемов учета непол-ноты информации в различных задачах энергетики, отмечена в Решении секции "Системные исследования в энергетике научного Совета АН СССР по комплексным проблемам энергетики (№ 2, Iv83 г.).
Среди наиболее важных для настоящего исследования работ, идеи и методы которых в какой-то мере использовались автором при создании новых теоретических положений и практических решений» еле-дует отметить работы тучной школы теории подобия й моделирования кафедры электроэнергетических систем МШ, созданной под руководством ВД.Веникова, а также работы в области исследования токов короткого замыкания Б.Н.Неклепаева и А-А.Глазунова, в системних исследованиях - А.А.Макарова и Л.А.Мелентьева, в теории надежности - Г.В.Дружинина и Ю.А,«5окина, в применении информационных ме- тодов - С.Кульбака, К.Шеннона, И.С.Райбдана и др Цель работы: I. Создание теоретических положений стохастического подобия и моделирования! объединяющих попнтмп подобия, вероятности и информации на основе определения критериев и индикаторов подобия и масштабов моделирования как случайных величин с целью получения эффективных алгоритмов анализа и синтеза информации для реиенил различных задач электроэнергетики,
2. Разработка практических методов стохастического моделирования в условиях неопределенности информации для решения ряда задач:
— прогнозирования производства электроэнергии в разных странах;
— оценки и оптимизации случайных величин токов короткого замыкания (КЗ) на центрах питания систем электроснабжения городов;
— определения показателей надежности различных элементов электрических систем.
Методы и достоверность исследования основываются на широком использовании ЭВМ и физического моделирования, которому в работе уделялось наибольшее внимание как источнику информации наряду с натурными экспериментами и данными эксплуатации. Вопросы достоверности и точности и методы их оценки являлись также непосредственным предметом исследования, как при разработке общей теории стохастического моделирования,-так и при проверке результатов решения конкретных задач.
Научная новизна и личный вклад автора определяются:
1. Разработкой основных положений теории стохастического подобия и моделирования, обобщившей понятия и дополнительные положения классической теории и включающей новые определения и теоремы подобия и классификации стохастического моделирования; введение и исследование новых количественных показателей для вероятностной оценки подобия, качества и эффективности моделирования; исследование мер и свойств информации при стохастическом подобии и моделировании.
2. Созданием новых эффективных методов решения различных задач энергетики:
— дифференциальных и•интегральных методов прогнозирования производства электроэнергии в разных странах, обладающих высокой степенью общности и дающих широкие возможности применения в энергетике и других областях науки и техники;
— методики оценки и оптимизации токов КЗ на ЦП СЭС городов в условиях ограниченной исходной информации;
методов стохастического моделирования надежности элементов электрических систем при ускоренных испытаниях в форсированных режимах, прогнозировании показателей надежности по объектам-аналогам и технической диагностики.
Практическая дойность и реализация результатов работы. Полученные в диссертационной работе теоретические результаты и разработанные методы позволяют ка единой методологической основе стохастического подобия и моделирования ставить, анализировать и ре-гаать различные задачи энергетики с учетом неопределенности информации. Предложенный инструмент анализа и синтеза ограниченной информации о физических объектах и процессах позволяет проводить ее обобщение и распространять полученные результати на все подобные объекты, повышая экономичность и достоверность исследования.
В работе решен ряд практических задач, имеющих большое хозяйственное значение:
1. Разработаны методы дифференциального и интегрального прогнозирования производства электроэнергии в разных странах» которые обладают высокой степенью обобщения, что позволяет с большой достоверностью оценивать уровень производства электроэнергии в заданный момент времени. Универсальность метода позволяет применять его для описания различных процессов и явлений природы и человеческой деятельности.
2. Построена методика стохастического моделирования токов КЗ ва центрах питания систем электроснабжения городов, позволяюсь обобщить ограниченную статистическую информацию для определения вероятностных характеристик токов КЗ и с их помощью оценивать диапазон изменения токов КЗ, вероятность превышения допустимых значений и прогнозировать их изменение при развитии электрической сети. Использование методики целесообразно в сетях различных уровней напряжения,
3. Разработана методика технико-экономического анализа электрических сетей среднего напряжения с учетом вероятностных характеристик "тока КЗ и технических ограничений. Методика позволяет -определять оптимальное значение математического ожидания тока КЗ и связанную с ним дисперсию при экономически обоснованной величине риска превышения током КЗ допустимых значений; оценивать экономическую эффективность мероприятий по ограничению токов КЗ с учетом реальных значений и их ростом при развитии сети, а также может быть использована при решении других технико-экономических задач.
4. Разработаны методы стохастического моделирования надежности различных элементов электрических систем при ускоренных испытаниях в форсированных режимах. Отвечая требованиям эффективности, эконо? ичности и быстроты получения результата, они позволяют обоснованно выбирать факторы и режимы испытаний, оценивать масштабы моделирования с использованием статистических методов и (физических моделей процессов старения и износа, обобщть информацию, полученную различными способами. Методы применены в виде ру-ководящих технических материалов на ряде предприятий и организаций.
5. Созданы методы и средства автоматизированной системы диагностики элементов автономных электрических систем, выполненных
6 на базе босколлекторных электродвигателей малой мощности. Разработанная система обладает высокими техническими и экономическими показателями и может быть использовала для диагностики технического состояния и ресурса различных электрических машин 6, Разработана методика прогноаирования показателей надежности объектов-аналогов на основе учета гас схемных, конструктивна и эксплуатационных параметров. Методика обладает высокими показателями эффективности и носит универсальный характер. Ее оценки нашли подтверждение в результате испытаний и эксплуатации.
7. Ряд теоретических и прикладных результатов диссертационной работы используются в учебном процессе вуза,
Результаты диссертационной работы внедрены в Главном управлении государственной экспертизы проектов» НПО "Энергия , ПО "Ско-ленскэнерго", Смоленском фшиале UBA и ряде других предприятий и организаций, что подтверждается актами о внедрении с указанием технического и годового экономического эффекта в размере 309,4 тысяч рублей.
Апробация Отдельные разделы работы или работа в целом докладывались и обсуждались:
- на УП (Таллинн, ІУ77 г.), ХШ (Бхку, IV82 г.), И (Рига, ІУ87 г.)» X (Каунас, ШіХ г.), Всосогоных конференциях "Моделирование электроэнергетических систем 1;
- на Всесоюзной семинаре по проблемам надежности АН СССР "Надежность и качество функционирования систем", г.Москва, ІУ76 г.;
- на Всесосэном семинаре "Проблема моделирования в электроэнергетике", г.Москва, ІУ83 г.;
- на Всесоюзном научном семинаре "Киборкетнка электрических систем", г.Абакан, ІУ8 г., г.Йосква, \Sfrfo г.;
- на. Всесоюзном научном семинаре "Электроснабжение городов", г .Москва, ХШ г., IWW г.;
- на Всесоюзной научно-технической конференции Матештическое моделирование в энергетике", г.Киев, 1990 г.;
- а также на научных семинарах в Госплане СССР, Госстрое СССР, ВНИИКТЭИ, васеданиях кафедр "Электроэнергетические систеїш" МЭИ "Электроснабжение предприятий" Смоленского филиала МЭИ.
Публикации. По материалам диссертации опубликована 31 печатная работа.
Объем работы: диссертация состоит из введения, семи глав и выключения к наложена на 333 страницах, включающих 285 страниц машинописного текста, 63 рисунка, 44 таблица, списка литературы Zlb наименований и Приложения.
