Вы сейчас просматриваете Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия

Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия

Содержание

Одним из важнейших факторов, влияющих на безопасность и эффективность работ в электроэнергетике, является совершенство системы управления энергопредприятия.

Безопасность и надежность энергоснабжения, качество электроэнергии во многом зависят от действий оперативно-диспетчерской службы.

Большой поток информации при высокой эмоциональной и психологической напряженности создает чрезвычайно сложные условия работы диспетчера.

Алгоритм определения количества циклов структуры энергоситсемы

Диспетчер в процессе подготовки и проведения организационных мероприятий по каждому наряду и распоряжению сталкивается с рядом трудностей, главной из которых является информационная перегрузка, связанная с необходимостью постоянно держать в памяти и координировать действия многих производственных бригад в течение двенадцатичасовой рабочей смены.

Принятие правильных решений по наиболее рациональному и безопасному управлению возможно лишь при наличии подробной, достоверной и своевременной информации:

  • О состоянии отдельных элементов системы электроснабжения.
  • Безошибочном исполнении указаний диспетчера оперативными и производственными бригадами энергопредприятия.

Таким образом, эффективность функционирования диспетчерской службы во многом определяется ее численным составом и структурированием.

Критерием эффективной работы энергетической системы следует принять равномерность нагрузки элементов-операторов:

  • Необходимо определить величину максимальной нагрузки, снизить которую возможно за счет ввода дополнительных элементов системы либо перестройки структуры.
  • При этом информационный ресурс R согласно работе [1] новой системы не должен быть меньше ресурса базовой системы.

Где информационный ресурс определяется по формуле:

(1)

где

  • G — упорядоченность структуры системы, зависящая от числа ее циклов и замкнутых путей, проходящих вдоль направлений энергетических, вещественных или информационных связей в системе.
  • D — насыщенность системы оперативной информацией, которая определяется режимом работы, учитывающем количество возможных состояний и скорость взаимодействия элементов системы.

Увеличение количества циклов способствует возрастанию упорядоченности структуры, при этом возникает граф с равномерным распределением ребер между вершинами с симметричными сотовыми ячейками.

В разветвленной структуре системы с большим количеством элементов достаточно сложно подсчитать количество циклов.

Для подсчета количества циклов в структуре с большим количеством элементов (более 100), которая описывается матрицей смежности вершин [2], была разработана программа на основании идеи Клаковскому А.В., где среда разработки было ПО Excel.

Алгоритм программы представлен на рисунке 1:

Рисунок 1 – Алгоритм определения количества циклов структуры
Рисунок 1 – Алгоритм определения количества циклов структуры

где

  • а — фрагмент основной программы.
  • б — рекурсивная процедура подсчета количества циклов R _ C(NS).

На основании полученного алгоритма следует:

  • Подсчет количества циклов Коl_С осуществляется при последовательном просмотре строк матрицы смежности вершин размерностью N [1], составленной по графу анализируемой структуры, с использованием рекурсивной процедуры R_C , формальным параметром которой является номер текущего анализируемого элемента NS.
  • Вектор логических переменных Ch[N] является флагом, сигнализирующим об индексах просмотренных строк матрицы смежности вершин.
  • На основе матрицы смежности вершин с текущей строкой ts получена матрица логических переменных TM[N,N].

Часто возникает задача ограничения числа рассматриваемых циклов с большим количеством связей, так как данные циклы практически не используются, кроме того, их «вклад» в насыщенность системы оперативной информацией не велик в связи с низкой скоростью циркуляции информации.

В связи с этим программа предусматривает выбор циклов с ограниченным количеством связей.

Для оценки информационной ресурса оперативно-диспетчерской службы энергопредприятия «Кемеровская горэлектросеть» была составлена структура, представленная на рисунок 2: 

Рисунок 2 – Первоначальная структура энергопредприятия
Рисунок 2 – Первоначальная структура энергопредприятия

где

  • 1 – диспетчер.
  • 2 — старший диспетчер.
  • 3 — помощник диспетчера.
  • 4-8 — оперативно-выездные бригады.
  • 9 — администрация города.
  • 10-12 — диспетчерские службы снабжающих энергопредприятий.
  • 13-15 — сетевые районы капитального ремонта.
  • 16 — трансформаторные подстанции.
  • 17 — распределительные подстанции.
  • 18 — персональный компьютер.
  • 19 -служба ремонта.

За состояния системы приняты:

  • Замыкание на землю.
  • Неисправности автотранспорта.
  • Неисправность и перебои в телефонной и радиосвязи.
  • Нормальная работа и неисправности электрооборудования.
  • Плановые переключения в сети и профилактические работы.
  • Психологически и физически неустойчивые состояния человека.
  • Аварийное отключение масляного выключателя в линиях на напряжение 35 и 10 кВ.
  • Повреждения кабельных и воздушных линий, сборных шин распределительных устройств, обмоток трансформатора и другие.

При определении скорости циркуляции оперативной информации учтено следующее время:

  • Передачи и приема информации.
  • Время ремонтных и профилактических работ.
  • Время доставки бригад к объектам обслуживания.

Бы­ли получены следующие показатели:

  • G = 1.34.
  • D = 1.54 бит/с.
  • R = 2.06 бит/с.

Расчетные показатели для новой структуры энергосистемы

Для рационализации прогрессивной системы энергопредприятия в нее был добавлен второй диспетчер.

Новая структура приведена на рисунке 3:

Рисунок З – Предложенная структура энергопредприятия
Рисунок З – Предложенная структура энергопредприятия

где

  • 1,2 – диспетчеры.
  • 3 — старший диспетчер.
  • 4 — помощник диспетчера.
  • 5 — администрация города.
  • 6-8 — диспетчерские службы снабжающих энергопредприятий.
  • 9, 10, 17 — сетевые районы.
  • 11-13, 15, 16 — оперативно-выездные бригады.
  • 14, 2 3 — трансформаторные подстанции.
  • 18, 21 -распределительные подстанции.
  • 19, 22 — персональные компьютеры.
  • 20 — служба ремонта.

Количество неучтенных циклов в графе на рисунке 2 равно двум, в графе на рисунке 3 их число возрастает до 47.

Расчетные показатели для новой структуры энерго­предприятия следующие:

  • G = 2,146.
  • D = 1.92 бит/с.
  • R = 4.12 бит/с.

Из расчетных данных видно, что насыщенность оперативной информацией в новой структуре диспетчерского управления в 1,3 раза выше, чем в первоначальной.

Информационная нагрузка отдельного j-го элемента Rj системы определяется двумя составляющими:

  • Структурной, учитывающей количество связей, задействованных с данным элементом.
  • Оперативной Dj, определяющей насыщенность этих связей оперативной информацией.

Следовательно, получаем следующее уравнение:

(2)

где

  • λj — частота использования связей j- го элемента.

В свою очередь частота использования связей определяется:

(3)

где

  • pj — ранг j -го элемента.
  • рƩ — сумма рангов элементов.

Оперативный показатель j -го элемента:

(4)

где

  • Pji — вероятность получения достоверной оперативной информации в i-м пути.
  • fji — скорость циркуляции оперативной информации в i-м пути.
  • Iji — количество оперативной информации в i-м пути.
  • Mj — общее количество связей j-го элемента.

Наибольшая насыщенность оперативной информацией приходится на диспетчера энергопредприятия до 95%.

Реализация предложенной структуры управления позволила одновременно повысить показатель насыщенности и распределить этот показатель между диспетчерами:

  • Для первоначальной структуры 1,52 бит/с — на одного диспетчера.
  • Для новой структуры 1,2 бит/с — на первого диспетчера и 0,8 бит/с — на второго диспетчера.

Проведенный структурный анализ энергетической системы показал:

  • Что упорядочение ее структуры приводит к «делению» системы относительно наиболее нагруженных элементов, приводя к появлению симметричной структуры.
  • Имевшаяся звездная система трансформируется в сотовую с возникновением свойства взаимозаменяемости фрагментов структуры.

Использование разработанных рекомендаций в энергопредприятии «Кемеровская горэлектросеть» позволило повысить эффективность и надежность работы оперативно-диспетчерской службы за счет двукратного увеличения информационного ресурса.

По статистическим данным после преобразования структуры энергопредприятия «Кемеровская горэлектросеть» количество несчастных случаев снизилось в три раза.

Список литературы

  1. Матвеев В.Н., Информационная оценка системы // Вести КузГТУ, 2001 год, № 2, страницы 63-68.
  2. Басакер Р., Саати Т., Конечные графы и сети / Перевод с английского под редакцией А.И. Теймана — Москва: Наука, 1974 год, страница 368.
  3. Алгоритм синтеза системы управления электроснабжением промышленных объектов.

Источник: Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия / В.Н. Матвеев, А.М. Микрюков, С.Н. Науменко, Т.Ю. Романенко // Вестник КузГТУ, 2005 год, №2, страницы 41-43.

Добавить комментарий

Gekoms LLC

Коллектив экспертов, большая часть опыта и знаний которых востребованы в области промышленной автоматизации, разработке технически сложного оборудования, программировании АСУТП, управлении электроприводом. Телефон: +7(812) 317-00-87 Email: info@gekoms.ru Сайт: https://gekoms.org