Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Теоретические основы прикладных задач управления режимами работы системы электроснабжения железных дорог для АСУЭ Быкадоров, Александр Леонович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Быкадоров, Александр Леонович. Теоретические основы прикладных задач управления режимами работы системы электроснабжения железных дорог для АСУЭ : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.22.09 / Ростов. гос. ун-т путей сообщения.- , 1995.- 50 с.: ил. РГБ ОД, 9 95-3/3231-1

Введение к работе

Актуальность работы. В системе велезнодороккого транспорта России ведущая роль в обеспечении перевозочного процесса принадлежит электрическим железный дорогам, на доли которых приходится 74 % грузооборота.

Успешное выполнение возлокенных на систему тягового элек-троснабйения функций возможно при обеспечении ео высокой надежности, безопасности и эффективности. Развитие и совершенствование этих качеств может быть выполнено лишь при дальнейшей оснащении системы . электроснабнения современными техническими средствами, выполняющими непосредственно эксплуатационную работу, а также современными средствами ее управления н оффек-..тиаными методами решения производственных задач.

За время существования электрических келезных дорог разработаны и внедрены в практику проектирования и эксплуатации методы расчета и выбора всех основных звеньев система электроснабжения, а внедрение телемеханики явилось вакным этапом повышения ее эффективности за счет совершенствования систем контроля и управления.

Больпой вклад в исследование, создание и развитие методов расчета, моделирования и управления реиимами тягового электроснабжения и электроэнергетики внесли в послевоенные годы н до нашего времени отечественные ученые Розенфельд В.Е., Чеботарев Е.В., Е.П.Фигурнов, В.Н.Пупынин, P.P. Мамошин, Н.Д.Сухопруд-сккА, А.С.Бочев, Б.И.Косарев, А.В.Котельников, В.Я.Овласюк, А.Т.Бурков, Ю.И.Жарков, Р.Н.Карякин, Е.М.Уяьяницкий, М.Г.Шали-

- 4 -мов, Г.М.Каяяов, В.П.Нихеев, Л.А.Герман, B.C.Молодцов," Р.И.Мирошниченко, Ю.А.Чернов, В.В.Платонов, А.И.Гуков-, А.И.Кульманов-ский, Б.М.Бородулин, В.В.Белов, Е.Е.Бакеев, Ы.И.Векслер, Б.А.Ковбаса, В.В.Андреев, Э.В.Тер-Оганов, А.А.Пышкин, М.А.Турлянский, Д.А.Падей, Б.Е.Дынкин, В.В.Кузнецов, 8.А.Бессонов, А.В.Ефиыов и др.

Особенно большой вклад в развитие методов расчета систем электроснабжения внесли д.т.н. профессора К.Р.Марквардт и Г.Г. Ыарквардт. Их работы явились тем фундаментом, на котором в дальнейшей развивались все исследования в области совершенствования методов расчета и применения для этих целей ЭВМ.

Исследования по проблемам тягового электроснабжения успешно выполняются и за рубеком. Отмечая значительные достижения в создании все более совершенных методов расчета, контроля, диагностики и управления, необходимо однако учесть, что до появления микропроцессорной и вычислительной техники в этих, методах и средствах допускались упрощения, ограничивавдие их возможности.

Развитие средств вычислительной и микропроцессорной техники в полной мере предоставляет качественно новые возможности для создания более совершенных технологий в области расчетов, проектирования контроля и управления системой электроснабкения. Появилась возможность интеллектуализации рабочих мест диспетчерского, инженерно-технического персонала и на этой основе максимального приближения к жизни условий решения прикладных задач производства, возможность постановки новых типов задач. Качественно нового уровня при этом удается также добиться в задачах автоматизации управления технологическими процессами, учета, диализа, принятия решений, оптимизации режимов и т.п.

_ 5 -Наряду с совершенствованием указанных выше частных задач» что очень вакно, но не является определяющим, следует иметь в виду, что главная задача состоит в создании глобальной системы упразления всем тяговым электроснабкением, которая бы включала в себя все частные задачи, объединенные единым информационным

пространством, и обеспечивала качественно новый, комплексный подход к решению задач производства. Решение этой главной задачи лежит на путях создания автоматизированной системы управления электроснабжением (АСУЭ) на базе интегрированной информационно-управляющей вычислительной системы. Это должна быть слок-

Нал человеко-машинная систама, в которой объединяются подсистемы различного назначения, отличающиеся периодичностью работы,. реак-цией на сигнал, составом и качеством информации и т.п.

Очевидно, что АСУЭ долина представлять многоуровневую иерархическую систему. Исследование на никнем уровне, включающем

линейные предприятия электроснабкения, представляют самостоятельный раздел этой большой рзботы и результата этих исследований нашли отражение в соответствующих научных публикациях.

Цель работы. Теоретическое обобщение и разработка на основе системного подхода общих принципов организации автоматизированной системы управления тяговым электроснабжением да более высоких уровнях иерархии и создание на этой базе научных основ и методов решения прикладных задач энергодиспетчерских пунктов, технических отделов и отделов эксплуатации на уровнях отделений дорог, управления дорог и МПС.

Данная работа выполнена в соответствии с заданиями "Отраслевой научно-технической программы развития железнодорожного транспорта на 1986-1990 гг." (Приказ МПС » 1250-у от 24.12. 1965 года), по. темам, включенным в приказы ШС с 1979 г. по настоящее время, по заданиям УЯ-й Комиссии Комитета 0С2Д (тема

У8-8-І2/86 "Внедрение микропроцессоров в устройствах электро-сішбкения") и "Программы технического перевооружения и модернизации келезнодорокного транспорта на 1991*1995 гг. и до ?000 г."

Учитывая масштабность электрифицированных дорог России, дботы по созданию АСУЭ долкны производиться поэтапно.

К настоящему времени выполнены исследования, разработка и чедрение элементов автоматизированной системы управления тягові электроснабжением, которые нашли практическую реализацию на йверо-Кавказской, Северной, Московской, Южно-Уральской, Горь-козской и других дорогах. Существенный вклад в эту работу внесли ВНИИЖТ, ГГУПС, МГУПС, ВНИИЖА, ПГУПС, ГВЦ ШС, УрГАПС, НИЮФА, ИрИИТ, работники дорог и министерства путей сообщения РФ.

Для достикения поставленной выше цели в данной работе ре-ааются следующие задачи:

системный анализ рекимов работы и прикладных задач тягового электроснабкения и обоснование необходимости совершенствования методов решения и управления ими с единых позиций на основе создания автоматизированной системы управления электроснабкением келезных дорог;

разработка методологии организации автоматизированной системы управления тяговым электроснабкением;

разработка системотехнических и методологических основ автоматизации информационного обеспечения прикладных задач и управления объектами электроснабжения;

разработка теоретических основ машинно-ориентированных математических моделей системы тягового электроснабвения как базового инструмента решения рекимных задач электроснабкения;

- ? -

разработка и обоснование методов оперативного управления и анализа работы системы электроснабкения на основе современных компьютерной и микропроцессорной технологий;

разработка принципов построения алгоритмического и программного обеспечения прикладных задач электроснабкения и методов обеспечения надекности функционирования программных средств.

Поставленная цель достигается на основе использования методов: системного анализа,' исследования операций, матричного анализа, теории массового обслуживания, теории вероятностей и теории чисел.

Научная новизна диссертационной работы, основные полоке-ния, выносимые на защиту:

  1. Системные и методологические концепции организации автоматизированной системы управления тяговым электроснабкеиием.

  2. Системотехнические и методологические основы автоматизации информационного обеспечения и управления объектами электроснабкения при решении прикладных задач производства средствами АСУЭ;

  3. Теоретические основы и принципы реализации машинно-ориентированных математических моделей системы тягового электроснабкения как базового инструмента решения задач электроснабкения.

  4. Теоретические основы и результаты практической реализации методов оперативного управления и диагностики, повышающих эффективность рекимов системы электроснабкения и безопасность двикения поездов в нормальных, вынужденных я аварийных условиях работы.

5. Методология решения типовых задач учета и анализа на основе технологической и математической базы АСУЭ, направленных на экономию электроэнергии и повышение надежности работа устройств электроснабжения.

Достоверность результатов подтверждена практической реализацией и экспериментальной проверкой материалов исследований! накопленным на их основе положительным опытом эксплуатации технических устройств и программных средств, внедренных в базовые подсистемы АСУЭ железных дорог страны.

Практическая ценность работы состоит в том, что проведенные исследования и разработки позволяют:

- обосновать основные направления развития автоматизиро
ванной системы управления тяговым электроснабжением;

- рассчитывать на созданной имитационной модели, исполь
зуя аппарат матричного анализа, любые режимы системы тягового

электроснабжения в нормальных, вынужденных и аварийных условиях с единых методологических позиций при схемах питания и секционирования максимально приближенным к реальным условиям эксплуатации;

использовать аппарат моделирования на ЭВМ динамических процессов в тяговой сети для тонкого и точного анализа электромагнитных процессов, для анализа эффективности внедрения различных технических средств и выявления новых признаков, на основе которых могут приниматься более эффективные решения без проведения дорогостоящих натурных экспериментов;

реализовать наиболее, полное использование пропускной способности в вынужденных и нормальных режимах электроснабжения, а также при движении поездов повышенной массы, путем пошаговой оптимизации межпоездных интервалов в реальном потоке

поездов;

- организовать передачу, сбор и анализ статистической и
отчетной информации и принимать на этой основе компетентные

решения по экономии электроэнергии, повышению надежности работы устройств электроснабкения, дальнейшему совершенствованию производственных процессов;

- использовать в учебном процессе результаты теоретиче
ских обобщений и опыта практического применения выполненных

исследований.

Реализация работы. Выполненные исследования нашли практическое внедрение и реалиэацию#на железнодорожном транспорте.

I, Системный анализ управления тяговым электроснабжением и технологических задач полокены в основу "Концептуальных основ построения АСУЭ", которые одобрены научно-техническим советом Главного управления электрификации и электроснабкения (ЦЭ МПС) 16 марта 1992 г. и нашли практическую реализацию и внедрение на энергодиспетчерском пункте Ростовского отделения СЗЩД, центральных энергодиспетчерских пунктах Донецкой и Северо-Кавказской железных дорог и ГВЦ МПС.

3 соответствии с приказами Министра путей сообщения Л» 35 Ц 30.12.78, 39 Ц 31.12.SO, A-4I456 30.12.81, 46 Ц 31.12.82, 36 Ц 30.12.83, 24 Ц 20,07.83, 52 Ц 27.12.84, 24 Ц 20.07.33, 48 Ц 29.12.85, 48 К 29.12,85, 43 Ц І8.П.88,

36 Ц 15.12.89 разработаны, выполнены и внедрены технические средства, методы, алгоритмы и программные средства для расчета режимов работа системы электроснабжения, технологического управления устройствами электроснабкения, учета и измерения расходов и потерь энергии, диагностики повреждений, организации

ДЕіікения поездов с целью наиболее полного использования пропускной способности, статистического учета и анализа работы различных звеньев системы электроснабкения в рамках АСУЭ.

3. Методы, алгоритмы, программное и информационное обеспечение прикладных задач включены в "Типовые проектные решения технического и программного обеспечения автоматизированной системы управления устройствами электрификации и электроснабкения келезных дорог как составной части АСУЖТ", приказ МПС 43 Ц от 18.II.1988 г.

А. Методы, алгоритмы и программы расчета слокных схем тягового электроснабкения, внедрены *в практику проектирования в Трансэлектропроекте, а принципы построения технических средств сопрякения ЭШ с системой телемеханики в АСУЭ положены в основу проекта на аппаратуру автоматизации рабочего места экергодиспет-чера, выполненного ПКБ ЦЭ МПС (проект А. 304.00.00.000).

5. Выполненные исследования и разработки нашли применение и использование в теме У8-8-І2/86 УШ-й Комиссии Комитета ОСВД, проводившейся по программе сотрудничества стран в области электрической тяги.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсукдались:

на заседаниях комиссии электрификации и энергетики научно-технического Совета ДОС (I9BI г., 1984 г., 1986 г., 1988 г., 1991 г.);

на Всесоюзных" и республиканских конференциях, семинарах и совещаниях:

"Повышение экономической эффективности электрификации ге-леэкых дорог" (Москва, 1983 г.);

- II -

"Инструктивное совещание с главными инженерами управлений МПС и келезных дорог и научными руководителями по реализации научно-технических программ" (Новосибирск, 1986 г.); "Повышение роли отраслевых лабораторий ВУЗов и ДЭЛ в ускорении научно-технического прогресса в хозяйстве электрификации и энергетики" (Москва, Ростов н/Ц, 1936 г.);

на сетевой школе "Повышение эффективности диспетчерского руководства устройствами электроснабжения" (Минеральные Воды, 1982 г.);

на Международных совещаниях и конференциях: на совещании экспертов УШ Комиссии Коштета ОСЗД по научно-исследовательской теме У8-8-І2/85 "Внедрение микропроцессоров в устройствах элек-троснабкения (Ростов н/Д, 1988 г.); в Софийском Высшем машинно-электротехническом институте (Болгария, София, 1989 г.); в Варшавском политехническом институте (Польша, Варшава, 1993 г.);

В Берлинском институте транспортной техники (Германия, Берлин, 1994 г.);

на докторском координационном совете РГУПСа(апрель 1995г.);

под руководством автора успешно защищено 3 кандидатских диссертации, некоторые направления исследований получили дальнейшее развитие в исследовательской работе ДИИТа и ПГУПСа;

- разработанные устройства и программные средства демонст
рировались на ВДНХ, а автор награжден двумя серебряными медаля
ми.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 46 печатных трудах, включающих 2 зарубежных публикации, I брошюру и авторское свидетельство.

Объем работы. Диссертационная работа сосзоит из введения, шести глав и заключения. Она содеркн? 466 страниц основного

текста, 119 иллюстраций, 17 таблиц, список литературы из 215 наименований, приложения на 112 страницах.