Система отображения данных ситуационного мониторинга и моделирование потерь электроэнергии в электроэнергетических сетях с использованием технологии виртуального окружения

• Автор: Брагута, Максим Валериевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

Введение.

Глава I Тенденции развития современных систем отображения диспетчерскойи

технологической информации

I 1.1 Введение.

1.2 Обзор существующих систем отображения диспетчерской информации

Л 1.3 Современные методы отображения диспетчерекой информации.

1.4 Системы виртуального окружения

1.4.1 КлассификацияхистемВО.

1.4.2 Аппаратные конфигурациисистем виртуального окружения

1.5. Сравнительная оценка интерфейсов по уровню эффективности их

использования.

1.6 Выводы по главе.
Глава IIРоль человека в системах ситуационного анализа.
2.1 Введение.
2.2 Ситуационная осведомленность
. 2.3 Ситуационная осведомленность диспетчерского персонала
2.4 Теоретические основы модели.СО.
2.5 Требования к разработке систем СО
2.6 Использование анимированных и трехмерных способов предоставления диспетчерской и технологической информации.
2.7 Отображение информации на основе принципов СО.
2.8 Анализ когнитивных задач пользователей системы.
2.8 Выводы по главе.
I Глава 1П Состав и атрибутика системы отображения информации на основе
технологии виртуального окружения.
3.1 Введение
3.2 Компоненты системы ВО
3.3 Описание атрибутов моделей СОДТИ
3.4 Библиотеки элементов и текстур системы визуализации.
3.4.1 Библиотека моделей оборудования.
3.4.2 Модели энергетических объектов
3.4.3 Модели оборудования.
3.4.4 Модель генерирующего оборудования. .
3.4.6 Модели элементов присоединения
3.4.6.1 Выключатель
3.4.6.2 Разъединитель.
3.4.6.3 Заземляющий нож.
3.4.6.4 Выкатные тележки
3.4.7 Модели шин и токопроводов ЛЭП.
3.5 Библиотеки текстур СОДТИ.
3.5.1 Текстуры оборудования различных классов напряжения.
3.6 Модель текстовых обозначений.
3.7 Построение карт состояния системы электроснабжения региона.
3.9 Выводы по главе
Глава IV Экспериментальный образец системы отображения диспетчерскотехнологической информации на основе технологии виртуального окружсния
4.1. Введение.
4.2 Программная реализация СОДТИ.
1 4.3. Описание графа виртуальной сцены
4.4 Информационная интеграция
4.5 Выводы по главе
Глава V Расчет потерь электроэнергии в элементах ЭЭС методом
аппроксимации с помощью стохастических преобразований
I 5.1 Расчетная модель определения потерь электроэнергии.
5.2 Приближение многомерных функций заданных на произвольных
конечных множествах точек
5.3Оценка неопределенности расчетной модели
5.4 Определение потерь электроэнергии методом оперативных расчетов . .
Заключение
Список иллюстраций
Список таблиц3.
г Список использованных источников.4,
Приложение А
Приложение Б Таблица кодирования цветов в экспериментальном образце
Приложение В Огчет программы I по оценки неопределенности
детерминистической и стохастической моделей
i Приложение Г. Отчет программы I по оценки неопределенности
I стохастической и детерминистической модели, определенной поправочными
коэффициентами
Обозначения и сокращения
1 АСУ ТП Автоматизированная система управления технологическим процессом
АЭС Атомная электрическая станция
С . ВЛ Воздушная линия электропередач
У у. ВМЭС Виртуальная модель электроэнергетической сети
С ВН Высокое напряжение
. ВО Виртуальное окружение
V п V . ГРЭС Государственная районная.электростанция
ГЭС Гидроэлектростанция
ду Диспетчерское управление
иво Индуцированное виртуальное окружение
КЛг Кабельная линия электропередач
ЛЭП Линия электропередач
5 . мэк Международная электротехническая комиссия
1 . . .рик Оперативноинформационный комплекс
по Программное обеспечение . .
. . Г РАО ЕЭС России Российское акционерное общество Единая Энергетическая Система России
РДУ Районное диспетчерское управление
V РФ Российская федерация
V со Ситуационная осведомленность
г ц 4 СОДТИ Системы отображения диспетчерскотехнологической информации .
, 4 м Г . , СОЕЭСПП Стандарт организации профессиональной подготовки переподготовки, повышения.квалификации персонала
i . 1 сш Сборные шины
V . сша Соединенные Штаты Америки
Т тмэ Трехмерная модель элемента
1л ТЭС Тепловая электрическая станция
ээс Электроэнергетическая сеть система
АЛ i


V vii
I Ii

ii i i

xi ii
i
ii i
ix i
i i iii i
ii
ii

i vi iii
I ii i Ii
X xi
Введение
За последнее десятилетие во всех энергосистемах различных стран мира выросла потребность в повышении наблюдаемости электроэнергетических систем ЭЭС в целях обеспечения их надежного и оптимального функционирования. Следствием является увеличение детализации моделей, описывающих состояние электроэнергетических систем и потоков информации, консолидируемых диспетчерскими, пунктами. Кроме того, в связи с введением конкурентных, рыночных отношений, винформационную модельэлектроэнергетической системы были введены новые переменные, локальные цены на передачу, выработку электроэнергии, стоимость потерь и др Крупномасштабные каскадные системные, аварии СШАКанада в году, Финляндияв году, ШвецияДания в. году, ИталияШвейцария в году, Россия в году, происходящие во многих странах, свидетельствуют о недостаточном уровне оперативной ситуационной осведомленности диспетчерского персонала. .
На экранах коллективного пользования отображается лишь некоторая
часть всей поступающей информации, управление выводом которой осуществляется посредством пользовательского интерфейса оператора. Диспетчерский персонал электроэнергетических систем, атомных, тепловых станций и ситуационных центров при принятии решений должен воспринимать и обрабатывать колоссальные объемы постоянно изменяющихся данных. Современные системы автоматизации и мониторинга, установленные на объектах электроэнергетики, передают данные, описывающие состояние внутренних и внешних компонентов систем и оборудования. Увеличение потока данных приводит к снижению уровня информированности диспетчерского персонала. Такое явление объясняется сложностью в восприятии предоставляемых данных и выделении необходимой диспетчеру информации для своевременного вывода системы из нештатных и аварийных режимов.
Актуальность


Целесообразность использования положений, описанных в работе, при создании имитационнотренажрных комплексов но ситуационному анализу ЭЭС подтверждена актами внедрения. Новизна научных исследований. Разработана виртуальная модель электроэнергетической системы, описывающая состав, структуру и динамику протекания технологического процесса, для использования в среде виртуального окружения в целях решения задач визуализации и анализа информации о состоянии наблюдаемой системы на основе компьютерных методов обработки информации. Разработан экспериментальный образец системы отображения данных, предоставляющий пользователям ситуационную информацию о состоянии наблюдаемой электроэнергетической системы в среде виртуального окружения. Виртуальная модель электроэнергетической системы, описывающая состав, структуру и динамику протекания технологического процесса, ДЛЯ1. Экспериментальный образец. Диссертация объемом 2 страницы состоит из введения, пятш глав, заключения и списка литературы, кроме того, приложений с А по Г на страницах. В работе содержится рисунок и таблиц. Библиографический
список включает 7 наименований. Первая глава содержит обзор и анализ существующих систем отображения ситуационной информации. Обоснована необходимость поиска новых перспективных методов отображения диспетчерской информации. Рассмотрены преимущества классических двухмерных способов предоставления информации операторам. Приведено описание используемых технологий1 мнемощитов и видеостен видеокубов используемых в пунктах диспетчерского управления и. В главе приведено описание технологии ВО, классификации систем ВО, построенной на континууме реальностьвиртуальность. Рассмотрены аппаратные конфигурации систем виртуального окружения схемы, передачи стереоизображений. Приведена сравнительная оценка интерфейсов по уровню эффективности их использования, на основе классической модели количественного . СОМ8. В заключении главы, представлены выводыпо главе. Вторая глава посвящена описанию роли операторов в. Приведено описание процессов принятия решений обработки информации и использования ментальных моделей диспетчерским персоналом для анализа состояния сложных систем реального времени Описана, модель принятия решения Эндсли. Сформулированы руководящие принципы создания систем ситуационной осведомленности диспетчерского персонала. Описывается эффект внедрения третьего измерения в систему отображения. Приведен обзор ианализ результатов ранее проведенных исследований и экспериментов определяющих роль человеческого фактора при оценке эффекгивности. В заключении главы обозначен положительный эффект внедрения трехмерного отображения данных в системы визуализации, а также описан разработанный способ отображения диспетчерской и технологической информации с использованием технологии ВО на основе сформулированных в главе принципов ситуационной осведомленности. В третьей главе описаны компоненты разработанного экспериментального образца системы отображения информации. Приведена функциональная схема системы ВО. Определены структура и составтрехмерных моделей виртуальной сцены, их атрибуты и свойства. Описаны, разработанные интегрированные вспомогательные виртуальные объекты для. Приведено описание предложенного способа построениякарг состояния региональных систем электроснабжениядля оценки состояния наблюдаемой системы Описан способ отображения локального индикатора состояния ЭЭС потерь активной мощности в ЛЭП. В четвертой главе приведено описание разработанного экспериментального образца системы отображения диспетчерской и технологической информации на основе описанных в предыдущих главах принципов и алгоритмов. Приведено описание использованных программных инструментариев, предложенных способов интеграции различных информационных уровней. В пятой главе приведено описание разработанной методики анализа потерь электроэнергии, в ЛЭП, использующей детерминистическую и статистическую информацию о схеме функционирования ЭЭС, основанную на аппроксимации данных с помощью стохастических преобразований.