Исследование и разработка алгоритма сжатия аварийной информации для повышения быстродействия системы информационного обеспечения процессов управления в электроэнергетике

• Автор: Гэ Цюнь
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ВЫБОР ЦЕЛЕСООБРАЗНОЙ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СЖАТОЙ

АВАРИЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ

1.1. Программнотехнические комплексы автоматизированной системы технологического управления, аварийная информация в системах информационного обеспечения, представление аварийной информации

1.2. Практика сжатия данных и выбор целесообразной формы сжагой аварийной информации

1.2.1. Критерий сжатия данных

1.2.2. Существующие методы сжатия данных и область их применения.

1.2.3. Предлагаемая форма сжатой аварийной информации на основе гипервекторов.

1.3. Выводы.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ СБОРА, ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ПЕРЕДАЧИ
АВАРИЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ
2.1. Оценка объема аварийной информации
2.2. Оценка времени передачи аварийной информации
2.2.1. Время передачи аварийной информации без сжатия данных
2.2.2. Время передачи аварийной информации со сжатием данных на верхнем уровне в сервере
2.2.3. Время передачи аварийной информации со сжатием данных на среднем уровне в управляющем блоке
2.2.4. Время передачи аварийной информации со сжатием данных на нижнем уровне в регистраторах
2.3. Зависимость времени передачи аварийной информации от использования сжатия данных.
2.4. Повышение быстродействия системы информационного обеспечения за счет использования сжатия аварийной информации
2.4.1. Методика передачи аварийной информации по сегментам с использованием гипервекторов
2.4.2. Повышение быстродействия системы информационного обеспечения за счет передачи аварийной информации по сегментам.
2.5. Выводы.
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА СЖАТИЯ
АВАРИЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ГИПЕРВЕКГОРОВ
3.1. Постановка задач сжатия аварийной информации
3.2. Методика интерполяции установившихся и переходных электрических величин
3.2.1. Математическая постановка задачи.
3.2.2. Аналитическая основа решения задачи
3.2.3. Способ нахождения значений параметров составляющих электрических величин
3.2.4. Интерполяция электрических величин в виде суммы экспоненты и синусоидальных гармоник
3.2.5. Алгоритм интерполяции установившихся и переходных электрических величин
3.3. Разработка алгоритма сжатия аварийной информации.
3.4. Оценка коэффициента сжатия аварийной информации
3.5. Выводы.
Глава 4. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЖАТИЯ
АВАРИЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ
4.1.1 Остановка решаемых задач.
4.2. Методика определения показателей эффективноеи сжатия аварийной информации на основе набора тестовых цифровых осциллограмм
4.2.1. Выбор электрической схемы энергетического объекта с указанием узлов определения цифровых осциллограмм.
4.2.2. Рассмотрение событий и явлений в схеме ГЭС с учетом часюг их возникновения и корректирование тестовых цифровых осциллограмм
4.2.3. Выбор частоты дискретизации и расчетной длительности записи цифровых осциллограмм
4.2.4. Оценка объема служебной информации.
4.2.5. Определение показателей эффективности сжатия аварийной информации на примерах цифровых осциллограмм
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В заключении приведены основные научные и практические результаты, представляющие законченную научноисследовательскую работу, в которой решена актуальная научнотехническая задача повышения быстродействия системы информационного обеспечения процессов управления в электроэнергетике за счет сжатия аварийной информации. Показано, что наиболее целесообразным является представление аварийной информации в форме четырехмерного гииервектора на комплексной плоскости, что обеспечивает более полное использование частотной области представления составляющих электрических величин и обеспечивает наглядность графического отображения несинусоидальных непериодических электрических величин с комплексной частотой. Разработан алгоритм сжатия аварийной информации при использовании гипервекторов на сегментах цифровых осциллограмм на основе сочетания интерполяции и экстраполяции значений установившихся и переходных электрических величин. Для сжатия аварийной информации разработан алгоритм интерполяции для представления электрических величин в виде суммы экспоненты и синусоидальных гармоник, кратных Гц, и показано, что нахождение значений параметров составляющих обеспечивается за два итерационных расчетных этапа. Установлено, что в регистраторах переходных процессов на нижнем уровне иерархической структуры АСТУ ЭО применением методов сжатия данных обеспечивается наибольшее повышение быстродействия системы информационного обеспечения. Определена область применения метода сжатия данных на основе ги пер векторов. Установлено, что этот метод наиболее эффективен для анализа аварийной информации при количестве составляющих на сегментах не более 5. При этом без учета объема служебной информации коэффициент сжатия приближается к 0 с полной погрешностью 1, что превышает эффективность других известных методов сжатия данных. Показано, что разработанный алгоритм сжатия аварийной информации на основе гипервекторов позволяет передавать и анализировать аварийную информацию в системах информационного обеспечения в режиме по запросу с небольшой задержкой во времени. Разработана методика определения показателей эффективности сжатия аварийной информации на основе набора тестовых цифровых осциллограмм. Практическое применение методики показывает, что использование сжатия аварийной информации на основе гипервекторов на нижнем уровне АСТУ при регистрации переходных процессов существенно уменьшает время передачи аварийной информации и повышает быстродействие системы информационного обеспечения процессов управления в электроэнергетике. При этом время передачи аварийной информации при среднескоростной пропускной способности КС Кбитс составляет менее 3 с. Время передачи в варианте сжатия данных на нижнем уровне АСТУ уменьшается в раз по сравнению с вариантом без сжатия данных, а в варианте сжатия данных на верхнем и среднем уровнях АСТУ только в 1,2 8 раз. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ВЫБОР ЦЕЛЕСООБРАЗНОЙ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СЖАТОЙ АВАРИЙНОЙ ИНФОРМАЦИИ. Программнотехнические комплексы автоматизированной системы технологического управления, аварийная информация в системах информационного обеспечения, представление аварийной информации. В процессе исследования и подготовке материалов данного раздела использована литература 1 . Единая энергетическая система ЕЭС России это технологическая совокупность объектов электроэнергетики, связанных единым процессом производства и передачи электроэнергии в условиях централизованного оперативнодиспетчерского управления 1 3. Оперативнодиспетчерское и технологическое управление ЕЭС осуществляется с помощью четырехуровневой автоматизированной системы технологического управления АСТУ, структура которой приведена на рис. Задачи АСТУ на уровнях решаются путем оперативных информационноуправляющих комплексов ОИУК на диспетчерских пунктах ДП и программнотехнических комплексов ПТК на энергообъектах ЭО 3 7 см. Полное наименование сокращений на рис. УРЗЛ УТМ РЛС РПП
ЛРН
Рис. Структура оперативнодиспетчерского и технологического управления ЕЭС России б Виды управления ЕЭС России.