CC BY
11
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Table l
Comparison between language B, VDM and Z.
Attributes VDM Z B
Basis Partial functions, collection theory Predicate computing, collection theory, model Weak Preconditions, collection theory
Expresses Key word Form Language
Development phase Specifications, design Specifications Specifications, design, impletion
style Pre/post conditions, functions Model symbolic implications, relations Strict programming design language
Tool support Specification phase Specification phase All development phase
Training support Books, curriculum Books, curriculum Practical research, curriculum
REFERENCES 2. Yuan Xiaodong, Xu Hao, Comparison of
COMPLETE OBJECT-ORIENTED
1. Yuan Xiaodong, Zhenguoliang. COOZ: EXTENSION TO Z. Computer Science, COMPLETE OBJECT-ORIENTED 1997(3): 58~61
EXTENSION TO Z. Journal of Software, 3. Lano K. The B Language and method. 1997(9): 694~700 Springer- Verlag London Limited, 1996. 511p.
Закарюкин В.П., Крюков A.B., Абрамов Н.А.
УДК 621.311
ВЫДЕЛЕНИЕ СЕНСОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМАХ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Введение. На электроэнергетическую систему (ЭСС) в процессе функционирования действуют различные возмущения [1]. К ним
можно отнести изменения активных и реак-
1
тивных мощностей генераторов и нагрузок , включения и отключения линий и трансформаторов, управляющие воздействия регулирующих устройств, например, устройств управления установками продольной и поперечной компенсации. Кроме перечисленных возмущений, которые можно отнести к разряду малых, в ЭЭС возможны воздействия значительной интенсивности. Наиболее мощными из них являются короткие замыкания в высоковольтных сетях.
Реакция ЭЭС на перечисленные возмущения проявляется в виде изменение параметров режима: модулей и фаз напряжений в узловых точках сети и перетоков мощности по ветвям системы (рис. 1).
Для обеспечения эффективного функционирования ЭЭС необходима объективная информация о чувствительности параметров режима ЭЭС к внешним возмущениям [1...3]. Такая информация может быть получена на основе выявления сенсорных элементов ЭЭС. Согласно определению работы [1] сенсорными называются такие элементы ЭЭС, параметры которых в наибольшей степени варьируются при изменениях нагрузок и топологии сети.
1 Особой нестационарностью отличаются электротяговые нагрузки магистральных железных дорог.
©
УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Рис. 1. Возмущения и реакции в ЭЭС.
Постановка задачи и методы ее решения.
Для систем тягового электроснабжения (СТЭ) проблема выделения сенсоров до настоящего времени не ставилась, хотя ее решение позволит более обоснованно подходить к вопросам усиления электротяговых сетей, размещению устройств компенсации реактивной мощности и FACTS2. Специфические особенности электротяговых сетей состоят в распределенности нагрузок, перемещении их в пространстве и наличии участков с наибольшим электропотреблением на значительных уклонах профиля пути. Размещение устройств компенсации и FACTS наиболее эффективно в сенсорных узлах, поэтому простое имитационное моделирование работы СТЭ не дает ответа на вопрос оптимального размещения усиливающих устройств.
Из-за перемещения электротяговых нагрузок в пространстве выделение сенсоров в системах тягового электроснабжения требует несколько иных подходов по сравнению с ЭЭС общего назначения, так как и в строгой постановке требуется рассмотрение задач значительной размерности. Кроме того, электротяговые сети переменного тока являются трехфаз- Рис. 2 Исходная схема с*™.
но-однофазными, что требует перехода к фазным координатам.
На основе методологии, предложенной в работе [5], и алгоритмов спектрального и сингулярного разложений, разработанных в работах [1, 2], возможно решение проблемы сенсорных узлов СТЭ. Упрощенная методика выделения сенсоров может быть сформулирована следующим образом.
1. Для рассматриваемой системы тягового электроснабжения с учетом внешней сети задается условный (идеальный) профиль пути с нулевым уклоном.
2. Предполагается, что по рассматриваемому участку движется один поезд (или пакет поездов) с постоянной скоростью при неизменном на всем участке потребляемом токе 1 = сопя1.
3. Осуществляется имитационное моделирование режима СТЭ, на основе которого строится график изменения напряжения на токоприемнике электроподвижного состава (ЭПС) иэпс = иэпс (5); наибольшие отклонения
иэпс от номинальных значений будут отвечать сенсорным узлам.
4. Производится совместный анализ реального токового профиля I = 1(5)= уаг и полученной зависимости. Проверяется условие наличия в тяговой сети точек, отвечающие пикетам Б,, для которых минимумы напряжения иэпс совпадают с максимумами потребляемого тока (мощности):
35 , 1(5, ) = 1тах,иж(5, ) = итЬ. (1)
Элементы тяговой сети, отвечающие условию (1), требуют первоочередного усиления.
Результаты моделирования. Для проверки эффективности предлагаемой методики выявления сенсорных элементов в системах тягового электроснабжения проведено компьютерное моделирование режимов СТЭ простой структуры, схема которой показана на рис. 2. Схема включает четыре тяговых подстанции, питающихся от линии электропере-
2 FACTS — гибкие системы передачи энергии переменного тока [4].
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Рис. 3. Расчетная схема.
дачи напряжением 110 кВ. Анализ структуры СТЭ позволяет сделать вывод о том, что в схеме имеется сенсорный узел (слабое звено), который располагается в середине межподстан-ционной зоны между ТП2 и ТП3. Моделирование осуществлялось на основе программного комплекса FAZONORD, разработанного в
ИрГУПСе [6]. Расчетная схема, сформированная средствами программного комплекса, показана на рис. 3.
Условный и реальный токовые профили представлены на рис. 4. Графики изменения активной и реактивной мощностей, потребляемых ЭПС, показаны на рис. 5.
Результаты моделирования для условного и реального токовых профилей представлены на рис. 6. Из анализа полученных результатов можно сделать вывод о том, что на основе предлагаемой методики возможно выявление сенсорных элементов в СТЭ железных дорог переменного тока.
С помощью информации о сенсорных элементах возможно решение следующих актуальных практических задач, возникающих при проектировании и эксплуатации СТЭ:
• разработка методов и средств усиления системы электроснабжения при увеличении размеров движения;
• определение рациональных мест установки устройств продольной и поперечной компенсации;
• выбор законов регулирования для установок FACTS;
• разработка стратегий управления системами тягового электроснабжения.
Рис. 4. Токовые профили.
Р.Ь£ Q, М Вт вар Psai ьный // трофил ь
\ Aki ч ивная мощно ;ть / \
J / /
Ь ' \ - V
Л \ Реакп 1ВНЙЯ V / Г! гь
У 1-Х ловны и проф иль
Тикет, <м
Напр яжени на то коприемнике, кВ
Уел >ВНЫЙ токовь 1Й про шль
А
/ /
Р еальнь / ш токе вый п ?офиль
г икет, м
Рис. 5. Графики электропотребления.
Рис. 6. Изменение напряжения на токоприемнике ЭПС.
е
УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Заключение.
1. Предложена методика выявления сен- 3. сорных элементов в системах тягового электроснабжения магистральных железных дорог переменного тока. Методика основана на имитационном моделировании режимов систем при реальном и условном (1 = сош1) токовых профилях. Отличительные особенности методики состоят в использовании фазных координат и корректном учете внешней сети. 4.
2. Результаты компьютерного моделирования показали применимость методики для выделения сенсорных элементов в системах тягового электроснабжения.
3. Информация о сенсорных элементах 5 СТЭ позволит обоснованно подходить к решению целого ряда актуальных задач проектирования и эксплуатации систем тягового электроснабжения. 6
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Гамм, А.З. Сенсоры и слабые места в электроэнергетических системах [Текст] / А.З. Гамм, И.И. Голуб. - Иркутск: СЭИ, 1996. -99 с.
2. Гамм, А.З. Обнаружение слабых мест в электроэнергетической системе [Текст] /
A.З. Гамм, И.И. Голуб // Изв. РАН. Энергетика. - № 3. - 1992. C.74-78.
Крюков, А.В. К вопросу улучшения качества напряжения в сетях промышленных предприятий [Текст] / А.В. Крюков, В.И. Худугуев, Р.Г. Хулукшинов // Пути экономии и повышения эффективности использования электроэнергии в системах электроснабжения и транспорта. - Казань, 1984. C.43-49.
Куро, Ж.. Современные технологии повышения качества электроэнергии при ее передаче и распределении [Электронный ресурс] / Ж. Куро. — Новости электротехники. - 2005. — № 1 (31).— http://news.elteh.ru/arh. Закарюкин, В.П. Сложнонесимметричные режимы электрических систем [Текст] /
B.П. Закарюкин, А.В. Крюков. - Иркутск: Иркут. ун-т. — 2005. — 273 с. «Fazonord — Расчеты режимов и нагрузочной способности систем тягового электроснабжения в фазных координатах». Сви-дет. об офиц. регистр. программы для ЭВМ №2005611179 (РФ) / Закарюкин В.П., Крюков А.В., Литвинов Е.Ю. — Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам. — Зарегистр. 19.05.2005.
СоломянныйС.В., Корольков Б.П. УДК 001.18.8
ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМАТИКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ПРИМЕРЕ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ-ПЛАТФОРМ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДОВ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА И САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ КАРТ КОХОНЕНА
В последние годы на основе системного базе теории графов и фрактальной геометрии подхода и концепции самоорганизации ведёт- разработаны методы декомпозиции и агреги-ся построение систематики транспорта. Уже рования [1], с использованием которых по-имеется ряд результатов этой работы: так на строена общая систематика транспорта, а с по-
