Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия

Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия

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. 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 эргатической 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 [1] новой системы не должен быть меньше ресурса базовой системы:

Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия 1

(1)

где

  • G — упорядоченность структуры системы, зависящая от числа ее циклов — замкнутых путей, проходящих вдоль направлений связей (энергетических, вещественных или информационных) 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 (Основная идея программы принадлежит Клаковскому А.В. в среде Excel. Алгоритм программы представлен на рис. 1.

Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия 2
Рис. 1 – Алгоритм определения количества циклов структуры

где

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

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. На основе матрицы смежности вершин с текущей строкой ts получена матрица логических переменных TM[N,N].

Вектор логических переменных Ch[N] является флагом, сигнализирующим об индексах просмотренных строк матрицы смежности вершин.

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 рис. 2. За состояния системы приняты: нормальная работа и неисправности электрооборудования (аварийное отключение масляного выключателя в линиях на напряжение 35 и 10 кВ, замыкание на землю, повреждения кабельных и воздушных линий, сборных шин распределительных устройств, обмоток трансформатора и другие), автотранспорта, телефонные и радиопереговоры по всем каналам связи, плановые переключения в сети и профилактические работы, а также психологически и физически неустойчивые состояния человека.

Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия 3
Рис. 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

При определении скорости циркуляции оперативной информации учтено время передачи и приема информации, время доставки бригад к объектам обслуживания и время Ремонтных и профилактических работ.

Бы­ли получены следующие показатели:

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

Для рационализации системы энергопредприятия в нее был добавлен второй диспетчер. Новая структура приведена на рис. 3.

Расчетные показатели для новой структуры энерго­предприятия следующие:

  • G = 2,146
  • D = 1.92 бит/с
  • R = 4.12 бит/с
Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия 4
Рис. 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 рис. 2 равно двум, в графе на рис. 3 их число возрастает до 47.

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, и оперативной Dj, определяющей насыщенность этих связей оперативной информацией:

Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия 5

(2)

где

  • λj — частота использования связей j- го элемента:
Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия 6

(3)

где

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

Оперативный показатель j -го элемента:

Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия 7

(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 эргатической 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.- № 2,- С.63-68.
  2. Басакер Р., Саати Т. Конечные графы и сети / Пер. с англ, под ред. А.И. Теймана. М.: Наука, 1974.-368 с.

Источник: Повышение безопасности и эффективности функционирования диспетчерской службы энергопредприятия / В.Н. Матвеев, А.М. Микрюков, С.Н. Науменко, Т.Ю. Романенко // Вестник КузГТУ. — 2005. — №2. — C. 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.com Сайт: https://gekoms.org