CC BY
18УДК 621.31
А.Е. Егоров, д.т.н., профессор, e-mail: egorov.a@gubkin.ru; Г.Н. Малиновская, к.т.н., кафедра автоматизированных систем управления; Ю.В. Репина, к.т.н., кафедра теоретической электротехники и электрификации нефтяной и газовой промышленности, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина;
С.А. Головатов, главный специалист Управления энергетики, ОАО «Газпром»
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ АСУ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРЕДПРИЯТИЯ
За последние десятилетия накоплен большой опыт создания, эксплуатации и развития различных классов автоматизированных систем управления (АСУ). Однако считать, что все или даже основные проблемы, связанные с разработкой и внедрением решены, преждевременно. К числу основных недостатков действующих АСУ принято относить следующие:
1) большинство АСУ имеют характер информационных систем, в которых не автоматизированы процессы, связанные с принятием решений. Число функциональных задач,направленных на рациональное принятие решений, зачастую составляет лишь несколько процентов от числа информационных задач;
2) многие АСУ не обеспечивают требуемую ориентацию на оптимизацию имеющихся в наличие ресурсов и повышение эффективности функционирования объекта автоматизации;
3) во многих АСУ отсутствует необходимое программно-математическое обеспечение для проведения системного анализа функционирования объекта автоматизации и собственно функционирования АСУ;
4) не обеспечивается необходимая рациональная фильтрация информации, отбор информации в соответствии с уровнем оперативного, тактического
или стратегического принятия решений и предоставления ее в компактном виде;
Главная причина указанных недостатков состоит в том, что при разработке АСУ зачастую игнорируются требования системного характера, обеспечивающие мониторинг сложных технических комплексов. Создание эффективной системы мониторинга, обеспечивающей рациональное принятие решений, тем более важно, что в ее рамках циркулируют большие и даже сверхбольшие потоки информации, значительная часть которых (свыше 80% от всего объема используемой в контуре АСУ информации) является измерительной. Эта информация не может быть непосредственно (без предварительной обработки) использована для принятия решений.
В значительной степени общие недостатки автоматизированных систем управления свойственны и
АСУ электроснабжением (АСУ ЭС). В этой связи целесообразно еще раз обратить внимание на целевую постановку задачи создания АСУ ЭС. Представляется, что цель создания АСУ ЭС должна быть направлена на более эффективное обеспечение в процессе эксплуатации требований, предъявляемых к объектам управления, в данном случае - к системам электроснабжения. Эти требования заключаются в обеспечении надежной, безопасной и рациональной эксплуатации электроустановок. На реализацию таких требований, а также культуры обслуживания электроустановок должна быть ориентирована и АСУ ЭС. Достижение поставленной цели обеспечивается за счет контроля и анализа выполнения указанных требований, выработки решений при реализации функций оперативнодиспетчерского, технологического, производственно-технического и
организационного управления. Указанные функции осуществляются на разных временных интервалах. Такого подхода, принятого на объектах Единой энергосистемы страны, целесообразно придерживаться и при создании АСУ ЭС объектов нефтяной и газовой промышленности. Рассмотрим возможный список перспективных функциональных оперативнодиспетчерских, технологических и производственно-технических задач, направленных на анализ и принятие решений по обеспечению требований, предъявляемых к системам электроснабжения и расширяющих возможности АСУ ЭС [1]. Учитывая особенности функционирования систем электроснабжения в нормальном,аварийном и послеаварийном режимах, функцию оперативно-диспетчерского управления целесообразно разделить на автоматическое и оперативное управление в реальном времени. При этом следует учитывать, что системы АСУ ЭС не могут и не должны брать на себя функции систем противоаварийныхзащит и автоматики. В то же время задачи автоматического управления решаются преимущественно средствами тех же самых релейных, различной степени сложности и построенных на различной элементной базе, защит и систем автоматики. Эти задачи, включая регистрацию и осциллографирование событий, достаточно хорошо известны и проработаны.
К перспективным первоочередным задачам оперативного управления режимами систем электроснабжения в реальном времени (на часовых и внутричасовых временных интервалах), ориентированным на принятие решений, можно отнести:
• оценку надежности внешнего электроснабжения;
• оперативный расчет и оптимизацию режимов системы электроснабжения с учетом данных телеизмерений;
• контроль и ситуационный анализ надежности электроснабжения потребителей (включая анализ возможности бесперебойной работы потребителей и оценивание состояния схем с учетом требований надежности на основе оперативных и ретроспективных данных);
• проверку действий оперативного персонала на тренажерах оперативных переключений;
• автоматизированный анализ заявок на вывод/ввод в ремонт оборудования системы электроснабжения;
• автоматизированное составление и выдачу бланков переключений;
• ведение оперативного журнала.
К первоочередным перспективным задачам технологического и производственно-технического управления относятся задачи, решаемые на многолетнем (до 5 лет), долгосрочном (до года) и краткосрочном (сутки) временных интервалах. В числе таких задач:
• прогноз электрических нагрузок и планирование режимов энергопотребления групп электроприемников и отдельных потребителей на характерные периоды;
• оптимизация законов регулирования напряжения и режимов компенсирующих устройств;
• расчет токов короткого замыкания и уставок защит в сетях 6 (10) кВ и в сетях напряжением до 1000 В;
• выбор типовых ремонтных схем и их корректировка;
• учет и анализ технического состояния электрооборудования для определения объемов их испытаний,технического обслуживания и ремонтов;
• составление планов-графиков профилактических испытаний, технического обслуживания и ремонтов электрооборудования;
• контроль и составление отчетов о профилактических испытаниях, техническом обслуживании и ремонтах электрооборудования.
Рассмотрим подробнее задачу оценки надежности электроснабжения элементов электротехнической системы (ЭТС) промышленного объекта, отнесенную выше к первоочередным задачам оперативного управления. В данном случае под элементом понимается любой конкретный приемник электротехнической системы, в общем случае получающий питание как от централизованных, так и от автономных источников. Очевидно, что надежность является одним из основных требований, которым должны отвечать
системы электроснабжения. Функциональная задача оценки надежности представляется, таким образом, существенным компонентом общей задачи оценки качества электроснабжения промышленного предприятия. Оценка надежности внешнего электроснабжения может осуществляться специальной подсистемой АСУ ЭС.
формулировка задачи
Надежность электроснабжения оценивается для каждого узла системы внутреннего электроснабжения и для каждого отдельного потребителя. Оценка надежности электроснабжения потребителя получается из оценки надежности ближайшего узла с учетом оценки надежности электрической связи между этим узлом и потребителем. Показатели надежности каждого отдельного элемента ЭТС считаются известными. Для получения таких оценок необходима отдельная подсистема АСУ ЭС. Будем считать, что алгоритмически описана также процедура определения показателей надежности для случая последовательного и параллельного, в смысле надежности, соединения элементов.
основными показателями надежности электроснабжения приемника будем считать:
• число возможных путей питания данного элемента от различных источников электроснабжения;
• число источников электрической энергии, доступных для электроснабжения данного потребителя.
Под путем понимается наличие непрерывной электрической связи от данного узла (приемника) до источника электроснабжения. Пути считаются различными,если они различаются хотя бы одним элементом. Путь не допускает проход через узлы или ветви, которые уже содержатся в данном пути, то есть запрещено повторное прохождение какого-либо узла или ветви. Таким образом, обеспечивается невозможность существования закольцованных путей, длина которых может быть бесконечной.
Дополнительным показателем надежности будем считать оценку вероятности нарушения каждого из путей.
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ энергетика \\ 97
исходные данные для решения задачи
Исходными данными для оценки надежности системы внутреннего электроснабжения являются:
• схема системы внутреннего электроснабжения;
• статистическая или какая-либо иная оценка надежности всех элементов системы распределения электрической энергии;
• штатный (основной) источник электроснабжения для любого узла и любого потребителя;
• перечень возможных (резервных) источников электроснабжения для любого узла и любого потребителя;
• перечни узлов и потребителей, получающих питание от каждого из источников в штатном режиме;
• перечни узлов и потребителей, получающих резервное питание от каждого из источников;
• состояние всех коммутационных аппаратов.
выходные параметры задачи
Результатом решения обсуждаемой задачи являются следующие параметры:
• число путей получения питания каждым узлом (потребителем) от каждого из источников электроснабжения;
• число доступных источников электроснабжения для каждого из потребителей со следующей классификацией:
- действующий основной источник,
- доступный основной источник,
- недоступный основной источник,
- действующий резервный источник,
- доступный резервный источник,
- недоступный резервный источник;
- классификация возможных путей по следующим признакам:
• действующие пути,
• возможные пути,
• невозможные пути,
• нереализуемые пути;
• оценка надежности каждого из путей, относящихся к действующим или возможным;
• оценка времени перевода каждого из возможных путей в категорию действующих.
Поясним основные понятия предлагаемой классификации. К действующим источникам относятся те, с которыми
данный потребитель имеет электрическую связь в текущий момент времени, независимо от реального направления потока мощности. К доступным источникам относятся те, с которыми электрическая связь источника может быть установлена посредством оперативных переключений. К недоступным источникам относятся те источники, с которыми электрическая связь не может быть установлена посредством оперативных переключений, например вследствие ремонта отдельных элементов.
К действующим путям относятся те, по которым приемник получает электрическую энергию в текущий момент времени, независимо от реального направления потока энергии. К возможным путям относятся те, которые можно перевести в категорию действующих посредством оперативных переключений. К нереализуемым путям относятся те, которые невозможно перевести в категорию действующих посредством оперативных переключений, например вследствие ремонта отдельных элементов. К невозможным путям относятся те, которые ведут к источнику, не описанному для данного узла (потребителя) как штатный или резервный. К невозможным путям относятся также пути, возможные теоретически, но неосуществимые на практике. Невозможные пути должны задаваться пользователем индивидуально или по сформулированным однозначным признакам.
алгоритм поиска путей электроснабжения для узлов схемы
Формально задача сводится к отысканию всех возможных путей в графе состояний электротехнической системы при условии, что ни одно ребро и ни одна вершина графа не проходятся дважды. Стандартные алгоритмы решения такой задачи отсутствуют [2], в этой связи и возникла необходимость разработки оригинального алгоритма. Все пути электроснабжения сохраняются в матрице путей. Матрица путей состоит из векторов путей. В матрицу путей включаются только действующие, возможные и нереализуемые пути. Матрица путей хранится в ПЗУ и в ОЗУ АСУ ЭС. Невозможные пути сохраняются в ПЗУ АСУ ЭС. Матрица невозможных путей имеет тот же вид, что и матрица
путей. Пользователь имеет возможность перевести любой невозможный путь в другую категорию.
Длина вектора пути соответствует общему числу элементов системы внутреннего электроснабжения: централизованных источников электроснабжения; автономных источников электроснабжения; узлов схемы внутреннего электроснабжения; ветвей схемы внутреннего электроснабжения.
Отдельно создается вектор идентификаторов, содержащий индивидуальные идентификаторы всех перечисленных элементов системы внутреннего электроснабжения. Позиция каждого элемента в векторе идентификаторов используется для идентификации его места в матрице путей.
Вектор пути содержит признаки начала и конца пути, отметки об исключении данного элемента системы внутреннего электроснабжения из данного пути, признаки текущего состояния элемента и дополнительные элементы. В качестве дополнительных элементов используются признак, однозначно классифицирующей путь, и признак оценки надежности данного пути.
Началом любого пути является один из «нижних» узлов системы внутреннего электроснабжения объекта. Концом любого пути является один из источников электроснабжения, как внешних (централизованных), так и автономных (собственных нужд). Под «нижним» узлом системы понимается такой узел, для которого любая из инцидентных ему отходящих ветвей является только ветвью с нагрузкой.
Процедура поиска путей начинается с выделения всех «нижних» узлов. Для каждого из таких узлов определяются возможные источники электроснабжения. Формируется первая пара: начало
- конец пути.
Для сформированной пары узлов ищутся все пути между ними. Для поиска всех путей между двумя узлами используется алгоритм, излагаемый ниже. Каждый из найденных путей записывается в виде вектора либо в матрицу путей, либо в матрицу невозможных путей. Признаком, достаточным для записи вектора пути в матрицу невозможных путей, является выполнение любого из условий невозможности пути, заданного пользователем. Примеры
вероятных признаков невозможности пути приводятся ниже. Каждый вновь сформированный путь, не являющийся невозможным, предъявляется для контроля пользователю, который может принять решение об отнесении его к категории невозможных путей. По показателям текущего состояния элементов, составляющих путь, определяется и записывается его текущая классификационная характеристика.
После выполнения указанной процедуры для избранной пары узлов выполняется поиск нового конца пути для текущего «нижнего» узла. При отсутствии возможных конечных узлов осуществляется переход к следующему из непросмотренных «нижних» узлов. Если непросмотренных «нижних» узлов больше нет, данный этап алгоритма считается завершенным.
Следующим и финальным этапом является поиск невозможных путей, связывающих каждый из нижних узлов с источниками электроснабжения, которые для данного узла не являются основными или резервными. На этом этапе выполняются те же процедуры, что и на предыдущем, за исключением
запроса пользователю, на подтверждение классификации пути.
алгоритм поиска всех путей между двумя вершинами графа
Началом любого пути может являться только один из «нижних» узлов схемы внутреннего электроснабжения. Концом любого пути может быть только один из источников электроснабжения, как централизованных, так и собственных нужд.
предварительные замечания
Задача - нахождение всех путей от нагрузки к источнику, без повторного прохождения одного узла и без образования циклов, следовательно, нахождение всех простых цепей.
Весь алгоритм состоит из трех частей:
1. Алгоритм расстановки меток.
2. Алгоритм создания выходной матрицы.
3. Алгоритм создания матрицы путей. Решение первого алгоритма основывается на алгоритме поиска в ширину, то есть построения деревьев, где каждая точка, вершина (узел схемы) является источником (родителем) следующей
ветви. Мы, отправляясь из заданной вершины, посещаем все смежные с ней вершины. Каждая уже посещенная точка (вершина) становится источником новой ветви и т.д. При этом необходимо позаботиться о том, чтобы не вернуться в ту вершину, в которой мы уже были. Причем ветвление происходит от уровня к уровню, так что на уровне 1 задача подразделяется на подзадачи, и каждая из этих задач исследуется раньше, чем задачи уровня 2, и т.д. В связи с этим необходимо строго следовать порядку выбора вершин. В пределах поколения надо следовать нумерации. Переход к новому поколению осуществляется только после полного оформления предыдущего. Естественно номера вершин заносить в очередь, где первой стоит отправная вершина. При строгом соблюдении очереди «обслуживания», под которым понимается выяснение всех детей вершины, путаницы с поколениями не будет.
для реализации алгоритма дополнительно создаются:
• матрица т [1..п, 1..п] - матрица достижимости графа;
О
кзит
ЙОПЄЙСКНЙ УУЧХЛЯ изоляции рруь
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ
КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ
НАНЕСЕНИЕ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИИ (ДВУХ- И ТРЁХСЛОЙНЫХ) НА ОСНОВЕ ЭКСТРУДИРОВАН ного паян этил ЄН Л НА НАРУЖНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ СТАЛЬНЫХ ТРУБ диаметром ОТ 154 ДО 14»ММ.
ш< КНИІ і ікокрлі очных покрМ ГИІ на наружную и вн>~гркннк>н> ПОВЕРХНОСТЬ СТАЛЬНЫХ ТРУБ ДИАМЕТРОМ ОТ 15» ДО 1410ММ, ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ И НАЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ В СООТВЕТСТВИИ С ПРОЕКТОМ ИЛИ ТРЕБОВАНИЯМИ ЗАКАЗЧИКА.
! її о і пн. л.ни гн> і и\ ■ і г'во. и#:; МЕТОДОМ хШКЩноГО ГНутья из СТАЛЬНЫХ ТРУБ ДИАМЕТРОМ ОТ 219 ДО І420ММ
0< Н И і и.їм [ № і В ... К Е СОБСТВЕННОЙ ЛАБО РАТОРИ Н ПУТЕМ ПРОВЕДЕНИЯ:
- веразру шлющего узк н реіі г г ено графического контроля сварных соединений и проката;
- СПЕ КТРА Л ЬНОГО А НА Л И ЗА X ИМ И Ч ЕС КОГ О СОСТАВА МЕТАЛЛА; ШШ-. ■ ' - ^
- МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ;
- гидрпнспытдний ТРУБ ДИАМЕТРОМ 7іи и ІМО мм.
В0(< і чюіі. и ШИ ГРУБ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:
-ОЧИСТКА ОТ ІІА ГУЖ НОЙ ИЗаЗЯЦИНТРУБ Е/У ГИДРОКЛ И НЕРОМ;
- ннуТргшіия ОЧИСТКА ТРУБ Б/У;
- ВИЗУАЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ;
-МЕХАНИЧЕСКАЯ и ні ненан чОрцонка миіцініТРУБ;
- РЕМОНТ КОРРОЗИОННЫХ ДЕФЕКТОВ;
- НЕРАЗРУШАВДЩИЙ КОН Г РОЛЬ;
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.
Ни огов. іЕниі ( или ИЗ ТРУБЫ ДИАМЕТРОМ і>ч-игі> ММ, ДЛИ ИСПОЛКОВАНИЯ и СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЖИЛЫХ И НЕЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ, ДОРОЖНЫХ И ПОРТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ, А ТАКЖЕ В КАЧЕСТВЕ ОПОР для применении, как в грунте, ТАК и к нрнкрежиой юнг С ПОГРУЖЕНИЕМ к ВОДУ.
ВСЯ ПРОДУКЦИЯ ООО «КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ* СЕРТИФИЦИРОВАНА В СООТВЕТСТВИИ С ГОСТ Р И СО чопі-2(101 И СТО ГАЗПРОМ 9[Н11-г001. ПРЕДПРИЯТИЕ ИМЕЕТ СЕРТИФИКАТ «ТРАНССЕРТ», ПРОИЗВОДСТВО НА ООО «КОПЕЙСКИЙ ЗАВОД ИЗОЛЯЦИИ ТРУБ» ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ НА ОСНОВАНИИ ТУ, СОГЛАСОВАННЫХ ОАО «ВНИИСТ» и ооо «кнннгаз».
ЧЕЛЯБИНСКАЯ ОЫ,, Г, КОПЕЙСК, УХ МЕЧНИКОВА, ( ТЕЛЕФОН/ФАКС; (35139} 20-9»!, (35139) 20-982 Е-МАШ KZrr@KZrr.RU \\Л\ЛУ,К/ПШ
• матрица запретов;
• вспомогательный рабочий массив [1..п, 1...т], в котором будет формироваться алгоритм расстановки меток;
• вспомогательный выходной массив [1..п, 1...п] для хранения нужных пройденных цепей. В этом массиве и будут сформированы искомые пути;
• матрица соответствия [п, 2], где п -количество элементов в схеме;
• матрица путей [р, п], где р - количество всех найденных путей.
Матрица достижимости содержит в себе все узлы графа, достижимые из каждого из узлов за один шаг.
Матрица запретов представляет собой вектор, содержащий конечные вершины графа, которые не могут быть концом данного пути. Например, при поиске пути от узла-потребителя к до источника I в матрицу запретов будут включены все источники, кроме источника I, и все потребители, кроме узла-потребителя к.
После формирования матрицы запретов из матрицы достижимости удаляются все узлы, вошедшие в матрицу запретов.
алгоритм нахождения всех возможных путей между двумя вершинами графа
1. Записываем в рабочую матрицу на первую строку идентификатор начальной вершины. Присваиваем метку «1».
2. На вторую строку копируем из матрицы достижимости все вершины достижимые из начальной. Присваиваем им метки «идентификатор начальной вершины».
3. Назначаем вторую строку просматриваемой.
4. Назначаем вершину на первой позиции просматриваемой строки начальной. Если просматриваемая строка пуста, переходим к 12.
5. Проверяем, присутствует ли вершина, назначенная начальной на предыдущих строках рабочей матрицы. Если да - стираем ее из рабочей матрицы и переходим к 7.
6. На следующую после просматриваемой строку копируем из матрицы достижимости все вершины, достижимые из назначенной начальной. Присваиваем
им метки «идентификатор начальной вершины».
7. Проверяем, есть ли еще позиции на просматриваемой строке. Если нет -переходим к 10.
8. Назначаем вершину на следующей позиции просматриваемой строки начальной.
9. Переходим к 5.
10. Назначаем просматриваемой следующую строку.
11. Переходим к 4.
12. Назначаем просматриваемым первый элемент первой строки.
13. Проверяем, является ли просматриваемый элемент конечной вершиной. Если да - переходим к 19.
14. Проверяем, есть ли еще элементы в строке. Если нет - переходим к 17.
15. Переходим к следующему элементу строки.
16. Переходим к 13.
17. Проверяем, есть ли в рабочей матрице еще строки. Если нет - переходим к 25.
18. Назначаем просматриваемой следующую строку.
19. Копируем в выходную матрицу идентификатор просматриваемого элемента.
20. Если метка элемента «1», переходим к 24.
21. Переходим к элементу, записанному в метке.
22. Копируем идентификатор элемента в выходную матрицу.
23. Переходим к 20.
24. Переходим к 14.
25. Конец работы алгоритма.
примеры признаков невозможности выделенного пути и ограничений на пути
Признаками, делающими тот или иной путь невозможным, могут служить, в частности: включение в него некоторого числа определенных элементов, направление прохода некоторого числа определенных элементов на пути от потребителя к источнику питания, логические комбинации этих признаков. Определение элементов, направлений прохода, максимально допустимого числа элементов в пути, логических операций производится пользователем до начала работы алгоритма.
В качестве примеров подобных условий могут быть приведены следующие
ситуации, делающие данный путь невозможным:
• включение в путь более чем N секционных выключателей;
• включение в путь более чем М трансформаторов, проходимых со стороны низшего напряжения.
Числа N и М задаются и изменяются пользователем. Пользователь должен иметь возможность включить в рассмотрение любой из оговоренных типов элементов ветвей. При необходимости определения направления прохода элемента следует исходить из заданных нормальных уровней напряжения в соответствующих узлах.
При создании условий пользователь должен иметь возможность использовать стандартные логические операции, такие как «и», «или», скобки.
Под ограничениями на пути понимается включение в тот или иной путь элементов (коммутационных аппаратов), для оперативных переключений которых требуется согласование с внешними (не энергетическими) структурами. Такие элементы определяются на основании соответствующих признаков, определяемых договорными отношениями с организацией - поставщиком электрической энергии, регламентом взаимоотношений различных служб предприятия. В классификационный признак такого пути вводится предупреждение «требует согласования».
организация работы алгоритма поиска пути электроснабжения для узлов схемы
Алгоритм поиска путей запускается после установки программного обеспечения рассматриваемой функциональной задачи АСУ ЭС и описания схемы системы внутреннего электроснабжения. Результатом работы алгоритма служат сформированные матрицы путей и невозможных путей.
изменение матрицы путей или матрицы невозможных путей производится пользователем в следующих случаях:
• по факту изменения схемы внутреннего электроснабжения,
• при необходимости перевода части путей из матрицы путей в матрицу невозможных путей,
• при необходимости перевода части путей из матрицы невозможных путей в матрицу путей,
• при изменении пользователем общих правил определения невозможных путей.
В случае корректировки матриц по причине изменения схемы внутреннего электроснабжения поиск путей и их размещение по матрицам производится заново.
В случае изменения общих правил определения невозможных путей заново осуществляется размещение путей по матрицам.
Осуществление операций, связанных с корректировками матриц, останавливает работу данной функциональной задачи до завершения всех необходимых процедур.
При получении сигнала об изменении состояния любого элемента ветви схемы определяется ветвь, изменившая свое состояние вследствие данного события. После определения нового состояния ветви или получения сигнала об изменении состояния узла схемы производится поиск путей, изменивших свои классификационные признаки вследствие произошедшего события. Поиск производится путем просмотра соответствующего столбца матрицы путей и матрицы невозможных путей. По причине существенно большей оперативной потребности в быстром отслеживании изменений в матрице путей, просмотр матрицы невозможных путей производится только после окончания
обработки матрицы путей и при отсутствии новых событий.
определение классификационного признака пути осуществляется по следующим правилам:
1. Если все ветви, входящие в путь, имеют состояние «включено» и все узлы, входящие в путь, не имеют признака «неработоспособен», путь относится к категории действующих.
2. Если все ветви и все узлы, входящие в путь, не имеют признака «неработоспособен» и хотя бы одна ветвь имеет признак «отключена оперативным персоналом», путь относится к категории возможных.
3. Если все ветви и все узлы, входящие в путь, не имеют признака «неработоспособен» и хотя бы одна ветвь имеет признак «отключена действием защиты», путь относится к категории нереализуемых. После квитирования сигнала защиты оперативным персоналом оценка пути производится вновь.
4. Если хотя бы одна ветвь или один узел, входящие в путь, имеют признак «неработоспособен», путь относится к категории нереализуемых.
алгоритм оценки надежности действующих и возможных путей
Надежность путей электроснабжения оценивается на основании статистических данных об отказах и ремонтных режимах элементов электротехнической системы объекта. Надежность источников внешнего электроснабжения
оценивается на основании результатов работы соответствующей подсистемы АСУ ЭС [3].
Таким образом, при начале работы подсистемы контроля и ситуационного анализа все элементы и все пути электроснабжения считаются абсолютно надежными.
При эксплуатации данной подсистемы накапливаются данные о случаях отказов или отключений действием защит элементов ветвей. Для каждого элемента число таких ситуаций делится на период эксплуатации и приводится к стандартному интервалу времени -году.
{ _ пэ т
7 3 “т 'баз ,
1 ЭКСП
где пЭ - число отказов данного элемента;
ТЭКСП - длительность эксплуатации подсистемы АСУ ЭС, часы;
Тбаз - базовое время, как правило, 8760 часов/год.
Полученная величина считается оценкой частоты отказов данного элемента.
На основании имеющихся значений частот отказов элементов ветвей рассчитывается частота отказа каждой ветви /В схемы внутреннего электроснабжения. Данная величина определяется как сумма частот отказов элементов ветви.
Частота отказов узла схемы /У внутреннего электроснабжения определяется как отношение числа случаев неработоспособности данного узла к
Оптимальная комбинация
19" блочные каркасы
■ Три варианта блочных каркасов для различных решений
■ Типоразмеры: 3, 6 и 9II
Услуги ЗеплсеРШв для блочных каркасов
■ Весь комплекс услуг под одним номером заказа
■ Конфигуратор в интерактивном режиме: иплт. всМгоН. Ыг/со1Й
■ Услуги по монтажу
■ Механическая модификация
■ Интеграция электронных компонентов | Услуги «Экспресс-сервис»
pentairtechnicalproducts.com
Блочные каркасы и услуги ЗеплсеРШБ компании БсИгоН
длительности периода эксплуатации данной подсистемы АСУ ЭС. При этом не учитываются случаи неработоспособности узла, обусловленные отказами питающих ветвей.
Частота отказов того или иного пути /П определяется как сумма частот отказов всех входящих в нее ветвей, узлов и источников электроснабжения. Коэффициент готовности кгэ того или иного элемента, узла схемы внутреннего электроснабжения или источника электроснабжения определяется как отношение времени работоспособности ТР данного элемента к периоду эксплуатации данной подсистемы АСУ ЭС.
ТР = ТЭКСП - ТНР,
где ТНР - время неработоспособности элемента, определяемое на основании данных, содержащихся в векторах отказов элементов ветвей. Коэффициент готовности ветви схемы внутреннего электроснабжения определяется по следующей формуле:
^гв= Пкгэ, ,
где V - множество элементов, составляющих данную ветвь; кт - коэффициент готовности 1-го элемента ветви.
Коэффициент готовности любого пути определяется по аналогичной формуле:
кгп= Пкгэгкгугкги ,
где Ш - множество элементов, составляющих данный путь; кГУ1 - коэффициент готовности 1-го узла;
кГИ - коэффициент готовности источника электроснабжения. Коэффициенты готовности для путей и частоты их отказов являются характеристикой надежности любого пути электроснабжения. Данные величины определяются для всех действующих и возможных путей.
Наработка пути на отказ ТНП определяется на основании полученных значений частоты отказов и коэффициента готовности для данного пути:
т — ^гп
1 НП - г •
1п
Среднее время восстановления для того или иного пути определяется по формуле:
Т =1 у
1 ВП г 1 НП •
/ п
Наработки на отказ и средние времена восстановления являются дополнительными характеристиками надежности любого пути электроснабжения. Данные величины определяются для всех действующих и возможных путей.
оценка управляемости системы внутреннего электроснабжения
Оценкой управляемости для системы внутреннего электроснабжения являются следующие показатели:
• число коммутаций, необходимых для перевода возможного пути в категорию действующих.
• число согласований, необходимых для реализации данных коммутаций. Данные параметры определяются для всех сформированных возможных путей и выдаются пользователю подсистемы по его запросу. Оценка управляемости имеет существенное значение для всех промышленных электротехнических систем, но особенно велика ее роль для
систем с автономным электроснабжением [4].
основные выводы
1. Предлагаемые алгоритмы не относятся к категории выполняемых непрерывно. Для успешной реализации задачи оценки надежности электроснабжения элементов ЭТС достаточно иметь и по факту изменений обновлять предварительно определенные пути и оценки их состояний. В связи с этим данные алгоритмы не требуют чрезвычайно высокого быстродействия.
2. Задача оценки надежности электроснабжения элементов ЭТС должна быть информационно связана с задачей оценки надежности собственно элементов систем внутреннего и внешнего электроснабжения. Без реализации соответствующих подсистем АСУ ЭС информация, получаемая при решении рассматриваемой задачи, будет носить исключительно качественный характер.
3. Результаты решения задачи оценки надежности электроснабжения элементов ЭТС дают объективную информацию для определения соответствия показателей надежности требованиям категорийности приемников электрической энергии. Данная информация является основанием для изменения планов оперативных переключений или принятия решений о реконструкции системы внутреннего электроснабжения при выявлении тех или иных несоответствий.
4. Получаемые в результате решения рассматриваемой задачи оценки управляемости ЭТС имеют преимущественно качественный характер. В дальнейшем необходима разработка количественных оценок для данного показателя качества электротехнических систем.
Литература:
1. Белоусенко И.В., Горюнов О.А., Головатов С.А., Ершов М.С., Егоров А.В. Функциональные задачи АСУ электроснабжением объектов энергообеспечения ОАО «Газпром»/ Труды РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. 2009, № 1 (254).
2. Кристофидес Н.Теория графов. Алгоритмический подход. - М.: Мир, 1978.
3. Ершов М.С., Малиновская Г.Н., Трифонов А.А. Функциональные задачи АСУ электроснабжением. Оценка надежности и оперативный расчет режимов систем электроснабжения / Территория НЕФТЕГАЗ, 2010, № 6.
4. Ершов М.С., Егоров А.В., Трифонов А.А. Некоторые особенности обеспечения надежности электроснабжения потребителей объектов обустройства морских месторождений / Территория НЕФТЕГАЗ, 2009, № 6.
Ключевые слова: АСУ электроснабжением, методы и алгоритмы, надежность электроснабжения, функциональные задачи.
план нефтегазовых Форумов НА 2012 г.
СОБЫТИЕ ДАТА МЕСТО
Нефть и Газ. Топливно-энергетический комплекс 18-21 сентября Тюмень
Тюменский международный форум НЕФТЬГАЗТЭК 19-20 сентября Тюмень
Конференция и выставка по технологиям нефтепереработки России и стран СНГ - RPTC 2012 20-21 сентября Москва
Конференция «Трубы» 24-27 сентября Сочи
Конференция «Строительство и ремонт скважин - 2012» 24-29 сентября Геленджик
Пожарная безопасность XXI века 25-28 сентября Москва
Конференция «Актуальные вопросы противокоррозионной защиты», в рамках данной конференции пройдет отраслевое совещание руководителей подразделений защиты от коррозии организаций группы ОАО «Газпром» 25-29 сентября Черногория
Международная конференция «Обслуживание и ремонт газонефтепроводов» 29 сентября -4 октября Будва, Черногория
VII Евразийский форум Kazenergy 2-3 октября Астана, Казахстан
KI0GE-2012 / Нефть и газ 2-5 октября Алматы, Казахстан
Конференция «НЕФТЕГАЗСЕРВИС» 9 октября Москва
Передовые технологии автоматизации 9-11 октября Москва
IV Международная конференция «Освоение ресурсов нефти и газа российского шельфа: Артика и Дальний Восток» 10-11 октября Москва
Нефть. Газ. Энерго. Химия. Экология 10-12 октября Альметьевск
II Международный технический симпозиум «Современные технологии комплексного освоения месторождений нефти и газа - 2012» 11 октября Москва
XI Международный форум «Сервис и оборудование для нефтегазовой отрасли России - 2012» 12 октября Москва
Конференция «ГРС и системы газоснабжения» 15-18 октября Краснодар
«GAS RUSSIA»: Транспортировка, хранение газа. Системы газораспределения 16-18 октября Краснодар
Российская техническая нефтегазовая конференция и выставка SPE по разведке и добыче 16-18 октября Москва
Энергетика Урала - 2012. Энергосбережение. Кабель. Провода. Арматура 16-19 октября Уфа
Нефтедобыча. Нефтепереработка. Химия 17-19 октября Самара
PCV / Насосы. Компрессоры. Арматура 22-25 октября Москва
Нефть и газ 2012 23-25 октября Киев, Украина
Нефть. Газ. Химия 23-26 октября Пермь
WELDEX / Россварка'2012 23-26 октября Москва
ICA 23-26 октября Москва
Автокомплекс 24-26 октября Москва
V Международная конференция «Компьютерные технологии поддержки принятия решений в диспетчерском управлении газотранспортными и газодобывающими системами» 24-26 октября Москва
Международная научно-практическая конференция «Колтюбинговые технологии и внутрискважинные работы» 31 октября -2 ноября Москва
Криоген Экспо 6-8 ноября Москва
Металлэкспо 13-16 ноября Москва
Нефть. Газ. Экология. Энерго - 2012 14-16 ноября Якутск
Нижневартовск. Нефть и газ 21-23 ноября Нижневартовск
НЕФТЬ И ГАЗ. ЭНЕРГЕТИКА ЯМАЛА - 2012 26-27 ноября Салехард
ТЭК. НЕФТЬ. ГАЗ. УГОЛЬ. ЭНЕРГО - 2012. Химические технологии и оборудование - 2012. Энергоресурсосбережение-2012 26-27 ноября Красноярск
Трубопроводные системы. Реконструкция, ремонт. Строительство 27-29 ноября Москва
ТЕРРИТОРИЯ
ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ - ТЕРРИТОРИЯ РЕШЕНИЙ
www.neftegas.info
ПОДПИСНОЙ КУПОН
на журнал «ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ»
Для оформления подписки, пожалуйста, заполните подписной купон и отправьте по факсу +7 (495) 276 0973 или по адресу:
119501, Москва, а/я 891, издательство «Камелот Паблишинг» редакция журнала «ТЕРРИТОРИЯ НЕШТЕГАЗ»
ПОДПИСНОЙ КУПОН
Пожалуйста, заполняйте разборчиво печатными буквами!
название и юридический статус компании
^
индекс_______
код города, факс, телефон
основной вид деятельности
отметьте номера журналов, которые вы хотели бы получить
123456789 10 11 12
СТОИМОСТЬ ПОДПИСКИ по России: для стран СНГ:
1 номер любого журнала в месяц...... 800 рублей ....... 1100 рублей
6 номеров ТНГ (полугодовая подписка) .... 4800 рублей . 6600 рублей
12 номеров ТНГ (годовая подписка) .. 9600 рублей ...... 13200 рублей
15 номеров (ТНГ+3 Коррозия) ........ 12000 рублей ..... 16500 рублей
