Теоретические основы автоматизированного управления электропотреблением промышленных предприятий

• Автор: Иващенко, Владимир Андреевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 254 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Обзор и анализ работ по управлению электропотреблением промышленных предприятий.

1.2. Постановка задач исследования

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕМ

. ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.

2.1. Системный анализ энергетики промышленных предприятий

2.2. Методология построения систем управления электропотреблением предприятий

2.2.1. Формирование структуры принятия решений.

2.2.2. Синтез функциональной и информационной структур

2.2.3. Построение организационнотехнической структуры
2.3. Построение информационнологической схемы управления
2.4. Определение уровня автоматизации управления электропотреблением предприятий.
3. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
3.1. Формализованное представление и анализ условий функционирования систем электроснабжения предприятий
3.1.1. Формализованное описание систем электроснабжения
3.1.2. Классификация электропотребляющего оборудования
3.1.3. Статистический анализ электрических нагрузок
3.1.4. Оценка ущерба от перебоев в электроснабжении технологического оборудования
3.2. Распределение погрешности контроля электрических нагрузок
по элементам контура управления
3.3. Выбор шага дискретности измерения электрических нагрузок
3.4. Обеспечение достоверности измерительной информации
4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
4.1. Формализация процесса планирования электропотребления на предприятиях.
4.1.1. Организация контроля и учета электропотребления
4.1.2. Методика планирования электропотребления
4.2. Методика построения нормативных графиков активной мощности
4.3. Формализация оперативнодиспетчерского управления электропотреблением предприятий.
4.3.1. Оптимизация управления потреблением активной
и реактивной мощности
4.3.2. Минимизация потерь электроэнергии от потокораспределения реактивной мощности в электросетях.
4.3.3. Регулирование напряжения в узлах электросетей.
4.3.4. Постановка и методы решения задачи оперативнодиспетчерского управления электропотреблением
4.4. Организация диалога энергодиспетчера с информационно вычислительным комплексом
5. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
5.1. Методы прогнозирования активных нагрузок
5.1.1. Статистические методы прогнозирования
5.1.2. Методы прогнозирования с помощью искусственных нейронных сетей
5.1.3. Методы прогнозирования на основе теории распознавания образов
5.2. Прогнозирование реактивных нагрузок
6. РАЗРАБОТКА ПОДХОДА К ПОСТРОЕНИЮ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЯЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.
6.1. Анализ проблемы и перспективных направлений обеспечения надежного функционирования технологического оборудования .
6.2. Основные методы диагностики
6.3. Обобщенный алгоритм мониторинга.
6.4. Система мониторинга на примере обработки деталей подшипников .
7. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.
7.1. Исследование алгоритмов управления электропотреблением предприятий путем моделирования на ЭВМ.
7.1.1. Оценка эффективности алгоритмов выбора состава потребителей электроэнергии для оперативного регулирования активной мощности
7.1.2. Оценка эффективности алгоритмов прогнозирования активной и реактивной нагрузок.
7.2. Применение предложенного подхода к автоматизации управления электропотреблением предприятий
7.2.1. Оценка эффективности автоматизированного управления .
7.2.2. Практические аспекты построения систем автоматизированного управления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Представленные в работе методы, модели и человекомашинные процедуры обеспечивают снижение максимальной мощности, потребляемой предприятиями в часы максимума нагрузки ЭЭС, и объемов электропотребления поддержание величины реактивной мощности в границах, установленных договором электроснабжения минимизацию потерь электроэнергии от потокораспределения реактивной мощности в электросетях и поддержание уровня напряжения в их узлах в пределах, определенных нормативными документами. Мониторинг технического состояния электропотребляющего технологического оборудования предприятий, основанный на предложенном алгоритме, позволяет сократить количество неплановых остановок технологических процессов, время простоя при ремонте и издержки на ремонт оборудования, а также ликвидировать последствия аварий на нем. Полученные результаты включены в Концепцию промышленной политики Правительства Саратовской области, а также использованы в работе региональной энергетической комиссии Саратовской области и Комитета по промышленности и энергетике Государственной Думы РФ Распоряжение Губернатора области от г. Материалы исследований использованы в лекционных курсах Теория принятия решений, Цифровое управление, Базы и банки данных и др. СГТУ студентам специальности Автоматизированные системы обработки информации и управления. Мотивация исследований. Исследования выполнены в соответствии с планами НИР, проводимых кафедрами АСУ и системотехники СГТУ ГР , , 3 и др. ИПТМУ РАН ГР 0 , . АН СССР Повышение надежности систем машиначеловексреда и Комплексной программы фундаментальных исследований проблем машиностроения, механики и процессов управления РАН в период гг. Предложенная методология построения систем управления электропотреблением предприятий является одной из составляющих Единого плана исследований и опытных работ межотраслевого научнотехнического комплекса Надежность машин головная организация ИМАШ им. Благонравова РАН, осуществляющего построение базы для поиска и отработки принципиально новых решений, направленных на повышение экономического и технического уровня промышленного производства, качества и надежности современного технологического и энергетического оборудования. Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в рамках хоздоговоров, выполняемых ИПТМУ РАН от г. ОАО Саратовское электроагрегатное производственное объединение от г. ПО Бином, г. Саратов от г. ЗАО Химволокно, г. Энгельс от г. ОАО Саратовстройстекло от г. ЗАО ТесарСО, г. Саратов. АСУ энергообеспечением ОАО Саратовское электроагрегатное производственное объединение и ОАО Саратовстройстекло, а в настоящее время проходит апробацию на ОАО Трансмаш г. Энгельс. Отдельные результаты исследований использованы в учебном процессе при чтении лекций, выполнении курсового и дипломного проектирования, подготовке кандидатских диссертаций. Апробация работы. Мехатроника, автоматизация, управление Владимир, , на 2й Международной научной конференции Аналитическая теория автоматического управления и ее приложения Саратов, , на Международных конференциях Проблемы и перспективы прецизионной механики и управления в машиностроении Саратов, ,, , , а также на научных семинарах кафедры Системотехника СГТУ, ученых советах и семинарах лаборатории системных проблем управления и автоматизации в машиностроении ИГТГМУ РАН. Публикации. По теме диссертации опубликовано самостоятельно и в соавторстве работ, включая публикации в изданиях из перечня ВАК РФ. АСУ энергетикой промышленных предприятий. ЭЭС. Эта мощность фиксируется в договорах электроснабжения и периодически проверяется энергоснабжающей организацией. Если активная получасовая мощность, потребляемая абонентами в часы максимума нагрузки ЭЭС, в течение квартала превышает заявленную, то они платят штраф оплачивают превышение по повышенному тарифу или подвергается принудительному отключению отключаются один или несколько вводов электроэнергии. Поэтому абонентам невыгодно занижать величину заявляемой мощности. Им также невыгодно и завышать значение данной мощности, так как при этом оплачивается фактически неиспользуемая мощность. Отсюда возникает задача определения оптимальной величины заявляемой абонентами максимальной активной мощности. Значение заявленной мощности выступает в качестве ограничения при нормальных условиях функционирования потребителей электрической энергии и ЭЭС.