Графоаналитическое имитационное моделирование электротехнических комплексов и систем электроснабжения

• Автор: Амелин, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 226 с. : ил.

ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКОГО ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

1Л. Классификация производственных задач в электрических сетях и системах электроснабжения

1.2. Виртуальный подход к имитационному моделированию СЭЭС

1.3. Основные положения описания СЭЭС с помощью теории множеств

1.4. Формирование виртуальных моделей для задач анализа электрических режимов СЭЭС

ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА СЭЭС

2.1. Методы построения табличных аналогов матричных операций при решении уравнений режимов систем электроснабжения
2.2. Построение виртуальной имитационной модели электрического режима СЭЭС с помощью метода сопряжённых градиентов

2.3. Применение табличного метода в расчетах установившихся режимов СЭЭС

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСКРЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

3.1. Классификация моделей, используемых при тренажерной подготовке персонала
3.2. Методология формирования коммутационных моделей систем электроснабжения на основе их графических схемных представлений
3.3. Анализ и выбор алгоритма построения коммутационной модели режима сети
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ОБЪЕКТНОЙ МОДЕЛИ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Требования к реализации объектно-ориентированной графической системы

4.2. Методы, алгоритмы и сравнительные характеристики быстродействия 109 реализации языка объектных запросов
4.3. Вопросы идентификации в графоаналитической модели
4.4. Методика полуавтоматической расстановки диспетчерских наименований на схеме энергообъекта
ГЛАВА 5. УНИФИКАЦИЯ СЕМАНТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИХ ГРАФИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ
5.1. Принципы семантического описания имитационных моделей систем электроснабжения
5.2. Использование формата XML для обмена моделями в электроэнергетике
5.3. Модификация CIM - модели для использования в системах электроснабжения
ГЛАВА 6. АРХИТЕКТУРА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА
6.1. Обоснование необходимости декомпозиции задач имитационного моделирования систем электроснабжения
6.2. Модульная архитектура и адаптивные решения программных комплексов для конкретных систем электроснабжения
6.3. Программная реализация инфраструктуры комплекса на основе платинной архитектуры
6.4. Принципы построения интегрированного коммутационно-режимного тренажера
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Актуальность темы. В настоящее время основные аспекты управленческой деятельности в сетевых предприятиях и системах энергоснабжения (СЭ-ЭС) сформированы в едином информационном пространстве: оперативное и диспетчерское управление режимами, составление и выполнение планов производственно-хозяйственной деятельности (включая снабжение, сбыт, ведение договоров, обслуживание и ремонт электрооборудования и т.д.), планирование ресурсов (финансовых, человеческих, материальных), все виды учета, анализа результатов работы предприятия и др.
Для успешного решения этих задач необходимо построение, наполнение данными и поддержание в работоспособном состоянии обобщённой виртуальной информационно-имитационной модели СЭЭС, основанной на следующих средствах и решениях:
• отображение схем с учетом их состояния;
• возможность доступа пользователя к данным объектов на схеме;
• создание баз данных оборудования;
• решение технологических задач качественного или количественного анализа состояния СЭЭС.
Названные средства и решения широко используются в следующих классах технологического программного обеспечения (ПО):
• ПО расчета установившихся и переходных режимов СЭЭС и связанных с ними задач (баланс, потери мощности и электроэнергии, короткие замыкания (к.з), устойчивость, самозапуск электродвигателей, выбор условий и проверка работы релейной защиты и автоматики и т.д.);
• системах электронного документооборота и проектирования;
• системах диспетчеризации, оперативно-информационных комплексах (ОИК);
• ПО ведения диспетчером мнемосхемы и электронного журнала;
• тренажерах (коммутационных, режимных);
• справочно-информационных комплексах (паспортизация);

допустить ошибку при их подготовке, вырастает в геометрической прогрессии при увеличении количества альтернатив.
Поэтому наиболее ценным качеством тренажера является возможность работы в режиме, когда он реагирует на воздействия пользователя так же, как реагировал бы реальный объект. Так, при включении заземляющего ножа под напряжением (при предварительно снятой блокировке), должно произойти короткое замыкание, приводящее к повреждению оборудования и срабатыванию защит, отключающих питание от участка схемы. То, что данное действие на реальном оборудовании могло бы привести к травмам или гибели оператора, здесь учитывать не будем, хотя тренажер должен об этом просигнализировать.
3.1.3. Интерактивная и функциональная модель
В [117] используется следующее определение модели: Модель (от лат modulus - мера, образец) - это объект - заместитель объекта - оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.
Для удобства изучения модели объекта, она может быть разбита на несколько подмоделей, которые моделируют некоторые аспекты поведения сложного объекта. Подмодель представляет как набор объектов, присутствующих в общей модели, так и взаимодействие между ними, а также между объектами данной подмодели и объектами других подмоделей. В дальнейшем тексте термин «подмодель» использоваться не будет, вместо него будет использоваться термин «модель».
При графоаналитическом подходе к моделированию можно с достаточно хорошей степенью приближения считать, что модель, представляющая собой набор объектов, используемых в тренажере, представлена в виде рисунка -электрической схемы, реального изображения диспетчерского щита, сцены с изображением силового оборудования. Для того, чтобы такие рисунки были практически полезны, они должны иметь возможность анимации, то есть их изображение должно меняться в зависимости от состояния (возможно, несколь-