Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния вопроса и проблемы повышения эффективности управления транспортом и распределением электроэнергии на промышленных предприятиях 13
1.1. Обзор и анализ работ по повышению эффективности управления транспортом и распределением электроэнергии на промышленных предприятиях 13
1.2. Постановка задач исследования 23
2. Анализ процесса управления транспортом и распределением электроэнергии на промышленных предприятиях 24
2.1. Структура и состав системы управления транспортом и распределением электроэнергии на промышленных предприятиях 24
2.2. Построение системы автоматизированного управления транспортом и распределением электрической энергии
3. Разработка моделей и алгоритмов реконфигурации электрических сетей промышленных предприятий и прогнозирования электрической нагрузки в их узлах 38
3.1. Постановка задачи реконфигурации электрических сетей промышленных предприятий 38
3.2. Обзор существующих методов решения поставленной задачи 42
3.3. Разработка эвристического метода решения задачи
3.4. Пользовательский интерфейс 59
3.5. Разработка метода прогнозирования электрической нагрузки в узлах электрических сетей промышленных предприятий 60
4. Результаты моделирования и эксплуатации предложенных методов и алгоритмов 65
4.1. Программно - информационный комплекс 65
4.2. Оценка эффективности алгоритмов 71
4.3. Выбор программно-аппаратных средств реализации предложенных алгоритмов 73
Заключение 78
Список использованной литературы
- Постановка задач исследования
- Построение системы автоматизированного управления транспортом и распределением электрической энергии
- Разработка эвристического метода решения задачи
- Оценка эффективности алгоритмов
Введение к работе
Актуальность работы. Совершенствование управления электроэнергетикой промышленных предприятий – ключевое звено в решении актуальной проблемы экономного использования электрической энергии. В ряде исследований показано, что затраты на сбережение электроэнергии существенно ниже, чем на дополнительное производство такого же ее количества. Решение этой проблемы невозможно без автоматизации процесса управления электропотреблением промышленных предприятий.
Среди ученых, работающих в этом направлении, следует отметить А.С. Некрасова, Ю.В. Синяка, В.Т. Мелехина, Л.А. Мелентьева, Ю.Б. Клюева, В.В. Михайлова, В.А. Веникова, А.А. Федорова, В.В. Шевченко, Б.А. Кон-стантинова, Б.И. Кудрина, Л.С. Беляева, Э.Э. Лойтера, П.И. Головкина, В.А. Непомнящего, В.С. Кахановича, Ю.С. Железко, Е.М. Червонного, А.Б. Лоскутова, Б.В. Папкова, А.Ф. Резчикова, G. Matthus, L. Zang, R. Frost.
Среди широко используемых в настоящее время АСУ энергетикой можно выделить: КТС «Энергия» и АСКУЭ «ИВК Метроника-Альфамет», эксплуатируемые на многих промышленных предприятиях малой и средней энергоемкости; комплекс «ES-Энергия», внедренный на более чем 100 промышленных предприятиях, электростанциях и объектах энергосистем; ОИК "СИСТЕЛ", предназначенный для решения задач диспетчерского управления энергообъектами – от подстанций до центров управления электрическими сетями.
Несмотря на большое количество разнообразных АСУ энергетикой, на промышленных предприятиях остро стоит проблема оперативной реконфигурации электрических сетей при дефиците электрической мощности в электроэнергетической системе (ЭЭС), аварийных ситуациях в системах электроснабжения и проведении плановых ремонтных мероприятий на электросетях предприятий. Снижение времени перебоев в электроснабжении, а также оптимизация путей распределения электроэнергии позволяют существенно уменьшить ущерб промышленных предприятий.
Для решения данной проблемы необходима разработка алгоритмов, на основе которых достигается оперативное максимально возможное восстановление электроснабжения оборудования, обесточенного в результате аварий на электрических сетях предприятий и дефиците электрической мощности в ЭЭС.
К сожалению, при значительном количестве разработок в этой области экономическая выгода от их внедрения остается низкой. В значительной степени это обусловлено сложностью использования существующих моделей реконфигурации электрических сетей в режиме реального времени и с интеграцией их в АСУ энергетикой предприятий.
Актуальность и необходимость дальнейших исследований в этом направлении и определили выбор темы, цели и задачи данной работы.
Цель диссертационной работы заключается в повышении эффективности функционирования электроэнергетики промышленных предприятий за счет оперативной реконфигурации электрических сетей при перегрузках, аварийных ситуациях на них и дефиците мощности в электроэнергетической системе.
Объект исследования – электрические сети промышленных предприятий.
Предмет исследования – модели и методы реконфигурации электрических сетей промышленных предприятий.
Задачи исследований:
– анализ процесса транспорта и распределения электрической энергии на промышленных предприятиях, положенный в основу его структуризации, необходимой для построения моделей и методов реконфигурации электрических сетей и прогнозирование электрических нагрузок в их узлах;
– математическая постановка задачи восстановления электроснабжения потребителей электроэнергии, обесточенных в результате дефицита мощности в электроэнергетической системе, перегрузок электрических сетей и аварийных ситуациях на них;
– разработка алгоритма решения поставленной задачи, обладающего по сравнению с известными алгоритмами большим быстродействием, позволяющим сократить время восстановления электроснабжения обесточенных потребителей электроэнергии;
– разработка информационно-вычислительного комплекса и средств интерактивного взаимодействия энергодиспетчера с ним, обеспечивающих высокую скорость принятия решения в условиях перебоев электроснабжения потребителей электроэнергии;
– разработка метода прогнозирования электрической нагрузки в узлах электрических сетей предприятий для принятия решения по предотвращению их перегрузок.
Методы исследований. При проведении исследований использовались методы, основанные на теоретических основах электротехники, теории графов, теории оптимизации, а также специализированные программные средства для структурной и параметрической оптимизации предложенных моделей и алгоритмов.
Выносимые на защиту результаты:
– анализ процесса управления транспортом и распределением электрической энергии на промышленных предприятиях;
– математическая постановка задачи оперативного выбора структуры электрических сетей при автоматизированном управлении электропотреблением промышленных предприятий;
– модели и методы реконфигурации электросетей промышленных предприятий при дефиците генерируемой мощности и авариях на них;
– структура и состав информационно-вычислительного комплекса по реконфигурации электрических сетей промышленных предприятий в режиме реального времени и человеко-машинные процедуры взаимодействия энергодиспетчера с ним;
– метод прогнозирования электрической нагрузки в узлах электрических сетей предприятий для принятия решения по предотвращению их перегрузок.
Научная новизна результатов, выносимых на защиту:
1. Проведена декомпозиция управления транспортом и распределением электроэнергии на промышленных предприятиях, обеспечивающая представление ее отдельных компонентов и связей между ними с детализацией, необходимой для формализации и реализации с помощью существующих аппаратно и программно совместимых технических средств.
2. Выполнена математическая постановка задачи реконфигурации структур электрических сетей промышленных предприятий, обеспечивающей максимально полное восстановление электроснабжения потребителей электроэнергии, обесточенных в результате дефицита мощности в электроэнергетической системе, перегрузок электросетей и аварийных ситуациях на них. Предложен алгоритм ее решения, обладающий по сравнению с известными алгоритмами меньшим временем реализации при сопоставимых показателях надежности сети и потерь мощности в ней.
3. Построены человеко-машинные процедуры взаимодействия энергодиспетчера с информационно-вычислительным комплексом, которые обеспечивают визуализацию выдаваемых комплексом рекомендаций и оперативное принятие энергодиспетчером эффективных решений по реконфигурации электросети предприятия в режиме реального времени.
4. Предложен метод прогнозирования электрической нагрузки в узлах электрической сети, позволяющий устранить перегрузку сети, являющуюся одним из источников аварийных ситуаций на ней.
Практическая ценность работы заключается в снижении потерь промышленных предприятий от простоев электрооборудования на отключенных участках электрической сети за счет оперативного восстановления электроснабжения потребителей электроэнергии, обесточенных в результате аварийных ситуаций в системе электроснабжения промышленных предприятий (СЭПП) и дефицита мощности в ЭЭС.
Достоверность и обоснованность результатов. Достоверность полученных результатов обеспечивается корректным применением системного и статистического анализа процессов передачи электрической энергии, тестированием полученных моделей, а также их апробацией в составе действующих АСУ энергетикой промышленных предприятий.
Реализация и внедрение результатов исследований. Результаты диссертационной работы использованы при разработке АСУ энергетикой на ОАО «Саратовское электроагрегатное производственное объединение».
Апробация работы. Результаты работы представлены на ХХIII Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-23» (Саратов, 2010), ХХIV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-24» (Саратов, 2011), ХХV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-25» (Саратов, 2012), на 7-й научно-технической конференции с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление – МАУ-2010», на научных семинарах кафедры «Системотехника» (2009-2012) и на заседаниях совета факультета электронной техники и приборостроения Саратовского государственного технического университета (СГТУ) имени Гагарина Ю.А. (2010-2012).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ, из которых 5 в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованной литературы, включающего 84 наименования, и приложения. Работа изложена на 93 страницах, содержит 20 рисунков и 3 таблицы.
Реализация и внедрение результатов исследований. Результаты диссертационной работы использованы при разработке АСУ энергетикой на ОАО «Саратовское электроагрегатное производственное объединение», ООО «ОргЦентр», .
Постановка задач исследования
Электрические сети промышленных предприятий представляют собой сложные структуры, включающие в свой состав большое количество разнородных взаимосвязанных элементов (рис. 8) [55-61].
Как следует из рис.8, в структуре электросети выделяется &=1, ..., 4 уровней иерархии: высоковольтные вводы электроэнергии в предприятие В Л і -ВЛдаь комплектные трансформаторные подстанции КТПі-КТПто]2; силовые трансформаторы Tiw22; группы приемников электроэнергии П3і-Т13т5, получающих электрическую энергию от одной секции распределительных шин РС1-РСт3; группы ПЭ электроэнергии, питающиеся от одного низковольтного фидера КЛ 1 - КЛ т 4.
Реконфигурация сети осуществляется на выделенных выше четырех уровнях электросети. В качестве потребителей нижнего, четвертого, уровня сети выступают не отдельные потребители, а низковольтные участки сети, содержащие распределительные устройства (РУ), пункты (РП) и колонки (РК), от которых получает электроэнергию электроприемники.
Уставки релейных защит на главных понижающих подстанциях (10 кВ), питающихся от ЭЭС, согласовываются с энергосистемой. Их изменение разрешается лишь по указанию службы релейной защиты энергосистемы.
Защита низковольтной части электросети (0,4 кВ) в основном осуществляется автоматическими воздушными выключателями (ABB), номинальные токи срабатывания расцепителей которых устанавливаются минимально возможными, но не приводящими к отключению при токах короткого замыкания и перегрузок сети. ЮкВ
Электрическая сеть промышленного предприятия: и -/— коммутационная аппаратура (соответственно на 10 кВ и 0,4 кВ); 2JL1 - батареи статических конденсаторов (БСК) Характерный для промышленных предприятий состав ПЭ приведен на рис. 9. Анализ показал, что 60-70% ПЭ задействовано в технологии и лишь 30-40% приходится на вспомогательное оборудование, нагрузка которого составляет около 15% от нагрузки предприятия [49]. Для решения задачи вводится фиктивная вершина (исток) v, объединяющая высоковольтные вводы электрической энергии в предприятие BJIi-BJImi. В качестве пропускных способностей р,ц, i=\,...,m\ фиктивных ветвей (дуг), соединяющих вводы электроэнергии с истоком выступают максимально возможные мощности, потребляемые с вводов Рп (t).
Аналогично вводится фиктивная вершина (приемник электроэнергии, сток) w, объединяющий низковольтные фидеры КЛі-КЛ 4- В качестве пропускных способностейрі4, /-1, ...,т4 фиктивных дуг, соединяющих фидеры со стоком, в этом случае принимаются максимально возможные мощности, потребляемые с них Рі4 (0 Под пропускной способностью дуги электрической сети понимается наибольшая активная мощность, которую можно передавать через нее в длительном установившемся режиме. Математическая постановка задачи имеет вид [56-58] Механические и слесарные мастерские (металлообрабатывающее оборудование и др.) Оборудование комбината общественного питания ( пищевое): электропечи, электро-мясорубки и др. Системы теплоснабже-ния ( котельные): насосы, регулирующая арматура идр. Оборудование контроля качества: вибростенды, дефектоскопы, климатические камеры и др. Оборудование для изготовления тары: деревообрабатывающее, подъемно-транспортное оборудование электропилы и др. Оборудование заготовительных цехов: сушильнье, дробильные установки, сепараторы, транспортеры и др. Оборудование складских помещений: гюдъемно-транспортное, кондиционирующее оборудование и др. н о? S о, с Ц а, с X X X D с; 2 о п. с S S и Q, X ID s о о U т S с: s u с; u н s ю 1) о с М н-о о и ON о S Си где G - граф сети; F - целевая функция, определяющая величину потока мощности через сеть, ограничиваемая номинальными (паспортными) пропускными способностями дуг; ру и Ру - соответственно номинальная пропускная способность дуги (i,j) и поток мощности, передаваемый через нее.
До недавнего времени для решения подобных задач использовались базовые алгоритмы их реализации: симплекс-метод [62, 63] и алгоритм Форда-Фалкерсона [62].
Алгоритм решения задачи на основе симплекс-метода. Пусть имеем граф фрагмента электросети (рис. 10) [63, 64]. Рис. 10. Граф фрагмента электрической сети промышленного предприятия: числа в кружках - номера узлов сети; числа у дуг - их пропускные способности Приведем формулировку задачи о максимальном потоке для данного графа в терминах линейного программирования. Пусть Ркм- объем транспорта электроэнергии из пункта v в пункт w. В соответствии с рис.10 v- 0,1,2,3 и w-1,2,3,4, причем передача электроэнергии возможна лишь в пункт с большим номером. Таким образом, ИМееТСЯ 9 ПеремеННЫХ JPVWj а ИМеННО, Р0! ,Р02,Р03, Р\2,Р\Ъ,Р\А,Р22,Рг Р2А 43 Пусть Хкм - объем передачи электроэнергии из пункта К в пункт М. Согласно рис. 10 К=0, 1,2, 3, М- 1,2,3, 4, причем передача энергии возможна лишь в пункт с большим номером. Таким образом, всего имеется 9 переменных Хкм, а именно, Хои Х02, Х03, Хп, Ххз, Хы, Х23, Х24 и Х34. Постановка задачи линейного программирования примет вид F = XQX + Х02 + Х03 - max; (1) -Х01+Хп+Хи+Хы = 0; (2) - Хо2 - Х\2 + Х23 + Х24 - 0; (3) -Х03-Х]3-Х23+Х34=0, (4) - Х\4 - Х24 - Х34 — - F; (5) Хо\ 1; Хо2 1,5; Хоз 0,5; Х\2 2; Хп 0,5; Хы 1,5; Х23 1; Х24 1; Хз4 2; Хш 0, К,М=0,1,2,3,4; F 0. Здесь F - целевая функция, условие (1) описывает вхождения линий электропередачи в электрическую сеть предприятия. Условия (2)-(4) задают балансовые соотношения для узлов 1-3 сети. Другими словами, для каждого из внутренних узлов входящий поток равен выходящему потоку. Условие (5) - это условие «выхода» из сети. Вместе с условием (1) оно составляет балансовое соотношение для сети в целом - «вход» равен «выходу». Следующие 9 неравенств задают ограничения на пропускную способность отдельных дуг электрической сети.
Далее отмечена неотрицательность объемов потребляемой электрической энергии и целевой функции.
И, наконец, последнее неравенство характеризует вид целевой функции (соотношения (1) или (5)) и неотрицательность объемов электропотребления. Вместе с тем оно несет и некоторую общую информацию - через сеть может быть пропущен либо положительный объем электроэнергии, либо нулевой (например, если внутри сети происходит движение по кругу), но не отрицательный, так как он не имеет физического смысла. В результате требуется добиться, чтобы все 3 МВт, вышедшие из пункта 0, достигли конечного пункта 4. В результате решения задачи симплекс-методом получается максимальная пропускная способность сети - 3 МВт. При этом не используются внутренние дуги электросети между пунктами 1 и 2, а также между пунктами 1 и 3. Недогружена также дуга между пунктами 1 и 4 - по ней направлен лишь 1 МВт мощности при ее пропускной способности в 1,5 МВт.
Построение системы автоматизированного управления транспортом и распределением электрической энергии
Недостатком алгоритма Форда-Фалкерсона низкая оперативность работы. К тому же он позволяет получить лишь один вариант структуры сети, не всегда обеспечивающий требуемое качество других показателей эффективности, таких как потери электроэнергии в ней и надежность ее структуры.
В настоящее время известен целый ряд более быстрых методов и алгоритмов, чем алгоритм Форда-Фалкерсона, таких как алгоритм Диница, алгоритм Карзанова, метод расстановки пометок, алгоритм Голдберга-Таряна, алгоритм Голдберга-Рао и др.
Далее рассмотрены наиболее эффективные из этих алгоритмов по времени работы и стабильности получаемых результатов при изменении исходных данных.
Алгоритм Диница. Данный алгоритм представляет развитие базового алгоритма Форда-Фалкерсона, направленное на увеличение быстродействия [57, 58, 65].
В основу построения алгоритма положен поиск псевдомаксимального -блокирующего - потока во вспомогательной сети. Под блокирующим потоком понимается поток, величину которого нельзя улучшить путем лишь увеличения потока вдоль отдельных дуг. Данный поток строится при помощи классического алгоритма поиска «в ширину».
Алгоритм состоит из этапов, на которых поток увеличивается одновременно вдоль всех кратчайших путей фиксированной длины. Для этого на г-м этапе строится вспомогательная бесконтурная сеть, которая содержит все увеличивающие пути, длина которых не превышает кг, где кг - длина кратчайшего пути из v в w. Предлагаемая реализация алгоритма на г-м этапе состоит в следующем. Шаг 1. Построение вспомогательной сети. Осуществляется движение из истока v в сток w сети по допустимым дугам графа G, добавление их в поток f и соответствующее увеличение к. Дуга и - (i,j) добавляется в путь cfk(u, v) = Р(и, v) - р(и, v). При достижении стока w сети, он помечается величиной к, которая становится «фиксированной». Поиск продолжается, но не из вершины v. Если сток w не достигнут, то работа алгоритма завершается. Если к кг, то осуществляется переход к этапу г + I с kr+ I = к. Шаг 2. Поиск псевдомаксимального потока. В полученной бесконтурной сети ищется псевдомаксимальный поток -поток, для которого не существует увеличивающих путей длины к. Найденный поток переносится в исходную сеть. Затем вновь выполняется переход к шагу 1. Поиск псевдомаксимального потока выполняется следующим образом. Пусть нау-й итерации найден путь из v в w. По этому пути пропускается поток fj. Это означает, что как минимум одна дуга вспомогательной сети является насыщенной. Удаляются все насыщенные дуги. В результате могут образоваться «тупики»: - вершины, из которых не выходит ни одна дуга (кроме стока); - вершины, в которые не входит ни одна дуга (кроме истока); - изолированные вершины. Данные вершины следует удалить со всеми инцидентными им дугами. Это может привести к образованию новых тупиков. Корректировка производится до тех пор, пока во вспомогательной сети не останется ни одного тупика. Далее изменяются пропускные способности оставшихся дуг сети Pk(u) = Pk(u)-fj(u). Поиск потока продолжается до тех пор, пока вспомогательная сеть не окажется пустой. Полученный псевдомаксимальный поток переносится в исходную сеть. После нахождения потока и корректировки сети, поиск продолжается с ближайшей к истоку v, но не подвергшейся изменениям, дуги найденного пути. После завершения работы алгоритма исходная сеть будет содержать максимальный поток F.
Блок-схема алгоритма Диница приведена на рис. 12. Метод расстановки пометок. Этот метод основан на поиске пути из истока v в сток w сети, для выполнения которого необходимо выполнение следующих условий [57, 58, 60, 66]: - наличие у каждой вершины значения потока, пропускаемого через вершину на данной итерации; - пометка вершин, выполняемая в соответствии с методом поиска в ширину (перебор вершин происходит последовательно, приоритет имеют вершины, равноудаленные от истока); - выполнение алгоритма до тех пор, пока единственной непомеченной вершиной останется сток. Алгоритм может начинаться с некоторого допустимого потока F и его распределения по дугам G сети или с нулевого потока. Он включает этапы расстановки пометок (этап 1) и изменения величины потока (этап 2). На каждом шаге этапа 1 вычисления заканчиваются, если рассматриваемый поток F максимален. В этом случае задача решена, в противном - поток может быть увеличен и осуществляется переход к этапу 2. На этапе 1 каждая /-я вершина сети находится в одном из трех состояний: не помечена (iV,-= П,-= 0); помечена, но не просмотрена (Л О); помечена и просмотрена (N, 0, П,-= 1). Предлагаемая реализация алгоритма состоит в следующем. Предварительно помечается исток -N,- 1 и Е, -А, где і = 1, а А - большое положительное число.
Разработка эвристического метода решения задачи
Структура и состав комплекса. Функции машиностроительных предприятий по управлению транспортом и распределением электроэнергии однотипны по своей структуре, поэтому можно разработать однозначный по составу реализующий их программно-информационный комплекс (ПИК) и унифицировать его информационное обеспечение (рис. 17) [56].
Предлагаемый ПИК состоит из совокупности взаимодействующих между собой алгоритмических модулей, обеспечивающих оперативное управление транспортом и распределением электроэнергии.
В основе автоматической работы комплекса лежит непрерывная проверка изменения содержания информационного массива в модуле MAIN. Каждому элементу сети присваивается идентификационный номер. Номера элементов разделены на группы, соответствующие их иерархической подчиненности. Информационный массив включает в себя таблицы состояний всех элементов сети. Инициализация элемента происходит по его номеру. Все изменения состояний элементов вносятся в информационный массив через графическую оболочку.
Наряду с модулем MAIN программа содержит следующие функциональные модули: CREATE - графическая оболочка, отвечающая за интерактивное взаимодействие пользователя (энергодиспетчера) с ПИК, основной функцией которой является отображение данных в удобном для пользователя виде. Графическая оболочка {CREATE} Набор процедур MenuLoad, необходимый для системной настройки ПИК, выбора параметров расчета и запуска решения задачи. MethEv и Prog - функциональные модули, реализующие алгоритм решения задачи. MethEv производит расчет максимального потока мощности через сеть на основе текущих данных, содержащихся в информационном массиве, a Prog - конвертирует результаты решения задачи в требуемый графический формат и осуществляет их подготовку к выводу на экран.
Forecast - процедура, реализующая метод прогнозирования электрической нагрузки в узлах электрической сети.
Action и Refresh - модули, реализующие взаимосвязь ПИК с графической оболочкой. На основе массива, полученного из модуля Prog, модуль Action определяетя необходимость проведения редактирования и элементы, подвергаемые редактированию. Refresh осуществляет обновление графической среды.
Каждый модуль комплекса реализован в виде подпрограммы или набора подпрограмм, написанных на языке программирования Delphi 7.0.
Информационное обеспечение комплекса. Для функционирования ПИК создается информационный массив, содержащий данные, которые периодически обновляются, благодаря чему в них содержится последняя информация о режимах функционирования сети.
Информационный массив содержит данные о СЭПП и директивную информацию, поступающую из энергоснабжающей организации (лимиты на электропотребление, величина, время начала и окончания ограничения по мощности и др.). Разработанный ПИК функционирует под управлением ОС Windows ХР. Его информационное обеспечение является составной частью единого банка данных АСУ энергетикой промышленного предприятия. Основной формой взаимодействия энергодиспетчера с ПИК являются мониторы управления транспортом и распределением электроэнергии на предприятиях (рис. 18), дополняющие приведенный на рис. 15 пользовательский интерфейс и мозаичный щит, традиционно используемый при управлении. По сравнению с последним, он обладает более широкими функциональными возможностями.
На мониторах (как правило, двух спаренных) графически отображается состояние схемы электроснабжения предприятия. При этом персонал СГЭ может либо самостоятельно вносить изменения в эту схему, например, в случаях запланированных ремонтных мероприятий, либо предоставить возможность программе автоматически задавать ее состояния.
Последний вариант обладает широким возможностями по оперативному восстановлению электроснабжения промышленных предприятий в случае нарушения электропотребления ПЭ.
Меню взаимодействия пользователя с ПИК располагается в верхней левой части монитора управления. В нем можно определить настройки окна взаимодействия с пользователем, скорректировать цветовую гамму отображения информации, выбрать и реализовать метод расчета путей транспорта электрической энергии к ПЭ, выполнить выход из ПИК.
Управление комплексом является интуитивно понятным. При наведении курсора на элемент, доступный для изменения, его отображение видоизменяется.
При активации курсора реализуется совокупность действий, связанная с изменение состояния выделенного элемента. Графическая оболочка измеяется в соответствии с новым состоянием данного элемента.
Оценка эффективности алгоритмов
Для создания Windows-подобных пользовательских интерфейсов, коммуникации с измерительными приборами и исполнительными устройствами используются SCADA-системы [78-80], построенные на платформе MS Windows, оснащенные стандартными интерфейсами обмена данных и API функциями, облегчающими процесс разработки отдельных подсистем управления и их интеграции в комплексную АСУ энергетикой и ИАСУ предприятий (интеграция с ERP-системами: SAP R/3, «Галактика» версии 7.12 и др.) [81-83].
Разработка прикладного ПО осуществляется либо на встроенных языках SCAD А- систем, либо на языках, допускающих подключение к ним, при использовании известных CASE-средств и универсального языка моделирования UML (Rational Rose и Rational Rhapsody Designer for Systems Engineers и др.), существенно упрощающих процесс и сокращающих сроки проектирования системы управления [84].
Доступ к функциональным возможностям ПАК разделяется в соответствии с задачами, решаемыми конкретным работником СГЭ предприятия (главный энергетик, энергетик, энергодиспетчер, инженер по ремонту энергооборудования и экономист).
АСУ энергетикой промышленных предприятий включает АРМы администратора, главного энергетика, энергетика, энергодиспетчера, инженера по ремонту оборудования и экономиста, выполняющие закрепленный за ними набор функций.
Основные результаты выполненных исследований можно сформулировать следующим образом: 1. Выполнена декомпозиция процесса управления транспортом и распределением электрической энергии на промышленных предприятиях, выделены базисные компоненты процесса и связи между ними с детализацией, необходимой для его формализации и реализации с помощью существующих аппаратно и программно совместимых технических средств. Результаты декомпозиции представлены в виде t/ML-диаграмм, облегчающих работу, связанную с проектированием, модернизацией и дальнейшим развитием системы управления. 2. Приведена математическая постановка задачи оперативной реконфигурации структур электрических сетей промышленных предприятий, обеспечивающих максимально полное восстановление электроснабжения ПЭ, обесточенных в результате дефицита мощности в ЭЭС системе и аварий в системе электроснабжения предприятий. 3. Представлен анализ эффективности известных алгоритмов решения поставленной задачи по критерию времени реализации, который показал на их неэффективность по времени реализации. Предложен новый алгоритм решения задачи, обладающий по сравнению с известными меньшим временем реализации, позволяющий в условиях дефицита генерируемой мощности, перегрузок электросетей и аварийных ситуаций в системе электроснабжения предприятий оперативно восстановить электроснабжение обесточенных ПЭ. 4. Предложен информационно-вычислительный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку и хранение информации, необходимой для управления транспортом и распределением электрической энергии на промышленных предприятиях. Представлены человеко-машинные процедуры взаимодействия с информационно-вычислительным комплексом энергодиспетчера. 5. Разработан метод прогнозирования электрической нагрузки в узлах электросетей промышленных предприятий для принятия решений по предотвращению их перегрузок. 6. Материалы диссертационной работы включены в состав специального математического обеспечения управления АСУ энергетикой ОАО «СЭПО-ЗЭМ» Саратовское электроагрегатное производственное объединение».
