Советчик диспетчера по ликвидации перегрузок в энергосистеме
(english version)
Единое оперативно-диспетчерское управление ЕЭС России обеспечивает надёжное,
экономичное и качественное электроснабжение потребителей страны при наиболее эффективном использовании
энергоресурсов. ЕЭС России – крупнейшее в мире централизованно управляемое энергетическое объединение.
Являясь высшим органом оперативно-диспетчерского управления, ЦДУ,
совместно с ОДУ и диспетчерскими службами РДУ, обеспечивает в рамках ЕЭС России
долгосрочное планирование режимов (на месяц, год), краткосрочное планирование
режимов (на сутки, неделю), оперативное управление текущими режимами, и аварийными
режимами по ходу технологических процессов.
Главная задача диспетчера – не допустить, чтобы локальные аварийные процессы
переросли в системные аварии.
Дежурные диспетчера следят за соблюдением режима и соответствием его заданным
планам-графикам и осуществляют их оперативную корректировку при изменении условий работы энергосистем,
руководят также работой по восстановлению нормального режима энергосистем при авариях и принимают
решения о приёме заявок на вывод из работы, включение в работу основного оборудования электростанций
и электрических сетей.
Для обеспечения выполнения диспетчерами сложных задач управления энергосистемой
созданы и разрабатываются прикладные программы для планирования, оперативного управления, моделирования,
оптимизации в режиме реального времени, а также советчики диспетчера с использованием средств
искусственного интеллекта.
Советчик диспетчера - программный комплекс, который должен обеспечить
диспетчера советом по действиям в ситуациях, для разрешения которых он (СД) был создан, за время,
определяемое возможностью реализации совета (хороша ложка к обеду!).
Функции Советчиков диспетчера должны различаться для каждой диспетчерской
службы - РДУ, ЦДУ, ОДУ и других диспетчерских служб, по крайней мере, из-за различных объектов
управления и, соответственно, задач управления. Более того, может оказаться необходимым иметь несколько
Советчиков диспетчера в одной диспетчерской службе (например, Советчик по экономичному ведению режима,
Советчик по оптимальным переключениям, Советчик диспетчера по ликвидации перегрузок и др.)
НПЦ "Приоритет" разработал программный комплекс "Советчик
Диспетчера по ликвидации перегрузок" (далее ПК-СД), основной задачей которого является
автоматическая выработка проверенных советов по ликвидации перегрузок в оборудовании энергосистемы
за определённое пользователем время без отключения нагрузок.
Комплекс программ ПК-СД был создан по инициативе ЦДП ОАО Мосэнерго, и поставлен
в Диспетчерскую службу и в службу Режимов в конце 90-х годов. При постановке задачи создания ПК-СД
требовалось, чтобы время получения совета не превышало 150 секунд.
При ликвидации перегрузок дежурный диспетчер может воспользоваться готовыми
инструкциями или будет действовать согласно своему опыту. Режимы и схема сети в каждом конкретном
случае могут отличаться от тех режимов и схем, для которых вырабатывались инструкции, или на которых
обосновывался опыт.
При возникновении режимов с перегрузками диспетчер мог взять из архива любой
"прошлый" режим в качестве основы для моделирования и попробовать использовать инструкции,
которые были рекомендованы в "архивном" режиме для снятия перегрузки.
Вероятность того, что в результате подобных действий будет восстановлен
нормальный режим, мала из-за отличия существующего режима и топологии сети от выбранных для сравнения.
Режим определяется вектором размерности (2*N-1) – где N - число узлов сети.
Выбрать режим, близкий к существовавшему, чтобы использовать имеющиеся рекомендации, означает определить
степень близости двух векторов с указанной размерностью, что довольно проблематично, особенно, если
учесть изменение топологии сети.
Чем мощнее оборудование, тем дороже стоимость ошибки, и поэтому важно иметь
быстродействующую систему, способную проверять предполагаемые действия и, при необходимости, дать
адекватный "совет".
Программный комплекс "Советчик Диспетчера по ликвидации
перегрузок" (ПК-СД) работает с актуальной схемой, используя логический блок. Это позволяет
за заданное пользователем время выработать варианты действий по ликвидации перегрузок, проверить их
и отсортировать по критериям потребителя.
Автоматическая выработка советов программным комплексом типа ПК-СД основана на
быстром расчёте режима энергосистемы при изменениях генерации, нагрузки и топологии электрической сети,
вырабатываемых логическим блоком.
ПК-СД использует файл описания энергосистемы в формате ЦДУ (RR-файл) и/или
данные ТИ-ТС, обработанные программой актуализации режима.
ПК-СД использует общепринятые программы расчёта установившегося режима.
Режимы работы ПК-СД
Возможны различные варианты выработки необходимых действий по ликвидации перегрузок:
- автоматический – когда запускается специальная программа "ЭКСПЕРТ",
- комбинированный – когда часть действий производится пользователем, а другую определяет "ЭКСПЕРТ",
- ручной поиск – когда поиск действий по ликвидации перегрузок производится пользователем.
При запуске ПК-СД рассчитывается режим энергосистемы и проверяется наличие
перегрузок. Если перегрузки имеются, то становится активной возможность подключения модуля
"Эксперт" для поиска действий по ликвидации найденных перегрузок. До его запуска возможны
внесения изменений в топологию схемы и в данные (например, изменение генерации или нагрузки и т.д.)
вручную.
Модуль "ЭКСПЕРТ" использует следующие инструменты для решения задачи -
поиска возможности ликвидации перегрузки:
- изменение генерации активной мощности;
- коммутацию ветвей, включая перефиксацию;
Настройка модуля "Эксперт"
В окне "Настройка" интерфейса модуля "Эксперт" задаются:
- время поиска решения,
- точность поиска,
- инструменты поиска,
- приоритет используемых инструментов,
- настройки пределов изменения генерации,
- возможность подключения некоторых сервисных программ, например, расчёт токов трёхфазных коротких
замыканий и сопоставление их с разрывной способностью выключателей, программы разгрузки при отсутствии
решений и т.д.
- возможность включения сортировки решений по критериям, заданным пользователем (по количеству
действий, снимающих перегрузку, по возрастанию величины изменения генерации, по возрастанию превышения
допустимой величины трёхфазного ТКЗ);
Поиск действий, снимающих перегрузку, прекращается если:
- найдено решение задачи - т.е. перечень действий, при выполнении которых перегрузка
снижается ниже заданной (поле "Точность" в настройках "Эксперт"-а),
- нет решений - т.е. могут быть найдены только улучшающие решения - действия, уменьшающие
перегрузки (при этом отбрасываются действия, переносящие перегрузки на другое оборудование
энергосистемы),
- истекло время для поиска. При этом решение задачи может быть найдено, не найдено, или
найдены улучшающие решения;
Вариант, когда модуль "Эксперт" не находит решения, не должен
удивлять. Легко представить себе консоль с нагрузкой, превышающей пропускную способность питающей ЛЭП.
Найденные решения можно просматривать в окне решений и либо принять одно из них,
либо отказаться от всех и перейти в окно настройки, изменить параметры настройки и снова запустить
модуль "Эксперт".
Если имеются улучшающие решения (это означает, что решений за заданное
время не найдено), то их можно тоже просмотреть, принять одно из них и снова запустить модуль
"Эксперт", предварительно изменив параметры настройки, если это требуется. В таких случаях
могут быть найдены решения с большим количеством действий, необходимых для снятия перегрузок.
При большом количестве перегрузок сначала происходит разбиение всех
перегруженных ветвей на взаимо-независимые группы.
Модуль "Эксперт" применяется к каждой группе при отключённых ветвях
других групп. Решением всей задачи является суперпозиция решений для каждой группы.
Использование ПК-СД при рассмотрении заявок на вывод оборудования в ремонт
При рассмотрении заявок на вывод оборудования в ремонт нет ограничений по
времени поиска решений и, поэтому, можно из множества предлагаемых решений выбрать решение,
обеспечивающее выполнение выбираемых пользователем критериев качества режима (например, надёжности,
минимума потерь и т.п.).
Кроме этого обычно есть несколько заявок, связанных с переключениями или
отключением различного оборудования. Если рассматривать каждую заявку отдельно, то возможна ситуация,
когда изменения в схеме, связанные с выполнением одной заявки, могут противоречить выполнению другой.
Такие заявки необходимо разносить по времени.
С помощью ПК-СД можно рассматривать варианты с выполнением нескольких заявок и
получать советы, в которых снимаются возможные противоречия и выполняются все требуемые ограничения.
Советы могут быть отсортированы по заданным критериям, определенными пользователем.
Взаимодействие ПК-СД с системой диспетчерского управления
ПК-СД легко встраивается в существующую систему диспетчерского управления.
Динамическая библиотека SD.dll предоставляет функции для взаимодействия
оперативного персонала (клиента) с экспертной системой, и самой экспертной системой. Также в состав
комплекса включено тестовое приложение SDTest.exe для проверки и тестирования работоспособности
комплекса. С поставляемой библиотекой должно взаимодействовать клиентское приложение.
Рис. 1 Упрощённая схема взаимодействия диспетчерского управления с ПК-СД
Клиентское приложение загружает библиотеку, подготавливает все необходимые
данные, после чего вызывает функцию поиска решений библиотеки, передавая ей подготовленные данные и
параметры, управляющие поиском решений. В библиотеке функция проверяет поступившие данные, после чего
инициализирует и запускает экспертную систему. Время работы, а также методы поиска, задаются клиентским
приложением через параметры, упомянутые выше. По истечении времени, отведённого на поиск, экспертная
система завершает свою работу.
Результатом её работы могут быть:
- советы, снимающие перегрузку
- советы, уменьшающие перегрузку
- отсутствие решений
Найденные решения сохраняются и передаются клиентскому приложению, после чего
экспертная система деинициализируется и функция завершает свою работу.
В случае, когда решения не могут быть найдены, имеется инструмент, позволяющий
отключить минимально возможную нагрузку, позволяющий снизить перегрузку до допустимого уровня.
Взаимодействие ПК-СД с комплексом СК-3000 было осуществлено в Московском РДУ.
В 2008 году ПК-СД был внедрён в Московском РДУ под именем СППРОП (СД) – Система Поддержки Принятия
Решений Оперативным Персоналом.
Вывод: программный комплекс ПК-СД может существенно облегчить работу как
дежурных диспетчеров, так и персонала, рассматривающего заявки на вывод оборудования в ремонт, по
поддержанию энергосистемы в режиме наивысшей готовности и, что самое главное, исключить возможность
совершения персоналом неумышленных действий, наносящих ущерб энергосистеме. Он позволяет оперативному
персоналу принимать обоснованные расчётом решения по ликвидации перегрузок и моделировать работу
системы при расследовании возникновения нежелательных режимов её работы.
Советчик диспетчера как инструмент для определения надёжности энергосистемы по критерию N-1.
Подробнее о ценах.
|