Введение к работе
Актуальность темы:
Проблема подготовки персонала для обеспечения безопасной, безаварийной v экономичной работы энергетических установок была всегда весьма актуальной. Созданию системы специачизированной подготовки работников электростанций сопутствовал целый ряд обстоятельств социально-экономического и производственного .характера. Это нехватка квалифицированных специалистов в целом по отрасли, отставание вузовской и специально-технической подготовки от потребностей практики наращивание мощностей оборудования, автоматизация управления, разуплотнение графика электрической нагрузки и т.д. В настоящее время система подготовки персонала энергопредприятий построена на базе учебно-тренировочных пунктов (УТП). созданных (или создаваемых) на всех крупных электростанциях. Эти подразделения как правило, не имеют в своем составе достаточного количества методистов, математиков, программистов и поэтому не могут самостоятельно заниматься разработкой новых, более эффективных форм обучения.
Повышение качества профессионального мастерства работников энергетики на современном этапе связывается с компьютеризацией процесса подготовки оперативного и эксплуатационного персонала электростанций. Компьютерная техника (прежде всего персональные электронно-вычислительные машины (ПЭВМ)), при наличии эффективного программного, математического и методического обеспечения, действительно предоставляет во многих случаях единственную возможность смоделировать соответствующие условия оперативной деятельности и создать надлежащую учебную среду. Создание эффективного и универсального математического обеспечения, ориентированного на использование в учебном процессе, требует выработки общих принципов его разработки и применения, создания унифицированных алгоритмов математических моделей оборудования.
Эта задача осложняется тем, что невозможно разработать эффективное математическое обеспечение учебного процесса без учета вопросов методики, внедрения новых методов и форм обучения специалистов, особенностей технологии производства электроэнергии.
Учитывая изложенное, можно сделать вывод о том, что разработка комплексного научно-методического подхода к созданию и применению математических моделей, ориентированных на применение в компьютеризированном процессе подготовки персонача в энергетике, разработка типовых алгоритмов математических моделей оборудования электростанций, а также широкой библиотеки самих моделей, помогающей разработчикам быстро и качественно создавать тренажерные и обучающие программы, являются актуальными задачами теплоэнергетики.
Цели работы:
-разработка теоретических основ создания унифицированных математических моделей энергетического оборудования, применяемых в процессе подготовки персонала с использованием ПЭВМ;
-разработка унифицированных имитационных математических моделей тепломеханического оборудования электростанций (ТМО), ориентированных на применение в тренажерных и обучающих компьютерных программах;
-практическая разработка компьютерных программ для тренировки, обучения и проверки знаний персонача в энергетике.
Для достижения поставленных целей в работе решены следующие задачи:
-выявлены основные возможности компьютеризированной системы обучения при подготовке специалистов для энергетики;
-на основе анализа существующих концепций организации профессионального обучения, подходов к созданию математических моделей сложных систем, а также методов их практической реализации предложен комплексный подход к разработке унифицированных математических моделей ТМО для тренажерных и обучающих компьютерных задач;
-разработана библиотека унифицированных имитационных математических моделей элементов тепловой схемы электростаншш для тренажерных и обучающих компьютерных задач;
-создан широкий набор тренажерных, обучающих и контролирующих компьютерных программ, функционирующих на основе динамических имитационных моделей оборудования электростанции.
Научная новизна:
1.Предложен комплексный подход к разработке унифицированных математических моделей ТМО для тренажерных, обучающих и контролирующих компьютерных задач, применяемых для подготовки персонала электростанций, включающий в себя методические и научные принципы создания математических моделей, требования к ним, способы оценки границ и объема моделирования, методы оценки адекватности моделей.
2.Разработана библиотека унифицированных имитационных математических моделей ТМО ТЭС и АЭС; ориентированных на применение в компьютерных тренажерных и обучающих программах; отличающихся наличием в них логических структур, позволяющих изменять их режимные, динамические, методические, обучающие и контролирующие характеристики в зависимости от целей и задач обучения.
Практическая ценность:
1.Создан широкий набор компьютерных программ для теоретической подготовки, тренажа и проверки знаний оперативного персонала ТЭС и АЭС.
2.Разработаны учебные задачи, отражающие специфику работы оборудования блоков 300 Мвт ТЭС и 1000 Мвт АЭС в нормальных режимах работы и аварийных ситуациях.
3.Практические разработки внедрены в УТП Костромской ГРЭС, Балаковской и Калининской АЭС, в учебный процесс ИГЭУ.
Автор защищает:
1.Комплексный подход к разработке математических моделей для тренажерных, обучающих и контролирующих задачах на базе ПЭВМ, предназначенных для подготовки и повышения квалификации персонала электростанций, а также обучения студентов вузов.
2.Унифицированные математические модели оборудования ТЭС и АЭС.
3.Практические разработки тренажерных, обучающих и контролирующих компьютерных задач для обучения персонала в энергетике.
Достоверность результатов исследования подтверждается:
-использованием при разработке математических моделей уравнений, описывающих фундаментальные физические законы;
-соответствием параметров моделируемых в разрабатываемых тренажерах процессов реальным для данного оборудования как в нормальных, так и в аварийных режимах его эксплуатации.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Респу бликанской научно-методической конференции "Методические и технические проблемы использования ТСО в учебном процессе вуза" (г.Сумы, 1989 г.); на Всесоюз ных и международных научно-технических конференциях "Состояние и перспективь развития электротехнологии" (г. Иваново, 1989, 1991 гг.); на Всесоюзных научно-технических совещаниях, проводимых ВНИИАЭС, "Вопросы создания системь подготовки эксплуатационного персонала АЭС" (1989-1992 гг.); на Всесоюзной научно-методической конференции "Использование вычислительной техники в учебноу процессе" (г.Челябинск, 1989 г.); На Российской научно-технической конференшп: "Повышение надежности и маневренности оборудования тепловых и атомных электростанций" (Санкт-Петербург, 1994 г.). Программные разработки внедрены в учебный процесс УТП Калининской и Балаковской АЭС, Костромской ГРЭС, ИГЭУ включены в отраслевой фонд "Программные и методические средства для подготовки персонала электроэнергетики" РАО "ЕЭС РОССИИ".
Публикации. По результатам исследований и разработок опубликовано 12 печатных работ, 5 программных продуктов зарегистрированы в Государственном фонде алгоритмов и программ (ГосФАП).
Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, 4 главы, заключение, список литературы из 107 наименований и приложение. Основной материал изложен на 150 страницах машинописного текста. Работа содержит 30 иллюстрации г 5 таблицы. Общий объем работы составляет 160 страниц.
