Программный комплекс по оценке надежности электроэнергетических объектов

Представленный программный модуль, ориентированный на оценку вероятностных характеристик надежности многоэлементных электроэнергетических систем, элементами которых являются трансформаторные подстанции; точки поступления и потребления электроэнергии; линии связи и др.

Назначение

Главная задача системы – формирование надежной, экономически эффективной и оптимальной структуры генерирующих мощностей и электросетевых объектов, создание условий для предотвращения наиболее эффективным способом прогнозируемых дефицитов электрической энергии.

Краткое описание разработки (основные особенности, технико-экономические показатели и др.)

Представленный программный модуль, ориентированный на оценку вероятностных характеристик надежности многоэлементных электроэнергетических систем, элементами которых являются трансформаторные подстанции; точки поступления и потребления электроэнергии; линии связи и др., в ряде случаев удобно использовать методику расчёта надёжности систем (n-полюсников), имеющих множество входов и выходов, разработанную в рамках вероятностно-алгебраического подхода и позволяющую оценить вероятностные характеристики показателей надежности системы по вероятностным характеристикам показателей надежности её элементов. Она обеспечивает получение точных вероятностных оценок характеристик исследуемого показателя надёжности системы, представляющих собой вектора вероятностей результирующих состояний систем для различных сочетаний заданных входов и выходов.

Новизна разработки

Новизна исследований заключается в разработке математического аппарата вероятностного моделирования, ориентированного на анализ надёжности (безопасности) электроэнергетических систем, функционирующих в условиях случайных воздействий. Разработанные средства моделирования отличаются следующей новизной:

  • реализован единый подход к оценке надёжности электроэнергетических систем, в ходе, которого за одну итерацию моделирования формируется вектор вероятностей, характеризующий линейку состояния системы (работа/отказ);
  • поддерживается концепция многоуровневого моделирования, реализующего иерархические уровни представления электроэнергетических систем, которые дают как упрощённое, так и детальное описание реализации технологического процесса;
  • возможно проведение вероятностного моделирования для систем с множеством терминальных вершин и различных схем формализации.
Актуальность

Актуальность проблемы обеспечения надежности работоспособности электроэнергетических систем является одной из самых больших и сложных задач энергетики. Современная разработка электроэнергетических систем характеризуется совершенствованием структур электрификации, развитием и усложнением режимов работы с потенциально опасными объектами, автоматизацией систем управления. Разработка методов, способов анализа, синтеза и обеспечения надежного и безопасного функционирования, полагаясь на научный подход математического обоснования, позволяет исключить риск возникновения опасных ситуаций и крупных аварий в процессе функционирования электроэнергетической системы.

Технико-экономические преимущества перед аналогами

Применение специально разработанных и реализованных алгоритмов позволяет определить структуру и параметры моделирования, оптимально описывающую имеющиеся экспериментальные данные, что позволяет исследовать и прогнозировать поведение электроэнергетической системы при различных режимах эксплуатации. Использование параметризованных моделей разного уровня детализации электроэнергетических систем, функционирующих в условиях риска и неопределённости, позволяет определить степень влияния опасных отказов отдельных элементов электроэнергетической системы на надёжность организации электроэнергетической системы в целом.

Область применения

Любой элемент электроэнергетической системы или система в целом, который имеет свой вероятностный параметр надежности. Например, линия электропередачи состоит из элементов: изоляторы, опоры, фундаменты, провода, тросы, заземлители и т.п. Рассматривая свойства и характеристики элементов и систем при изучении их надежности считают их предметами определенного целевого назначения – объектами. Например, при исследовании надежности электрической станции считаем ее системой, а элементы: генераторы, трансформаторы, выключатели, шины. Если рассматриваем надежность генератора, то элементы – статор, ротор, обмотки. Деление системы на элементы зависит от характера рассмотрения (функциональное, конструктивное, схемное, оперативное и т.д.), точности исследования, наличия статистических материалов, масштабности объекта в целом.

Основные технико-экономические показатели

Реализующие алгоритмы вероятностного моделирования для электроэнергетических систем с различным числом терминальных вершин программного комплекс были разработаны в среде BorlandDelphi. ПК обладает современный, понятным и интуитивным интерфейсом. Нет множества лишних панелей. Не требователен к железу, на котором работает. Выбор одной из моделей определяется структурной сложностью исследуемого объекта, числом его терминальных вершин изаданием типа элементов (элементы-вершины или элементы ребра) исследуемой электроэнергетической системы. Параметризованные модели в составе инструментария расчёта надёжности электроэнергетических систем ориентированы на выявление вероятностных предельных значений надёжности структурных элементов объектов, приводящих к авариям на уровне всей системы.

При внедрении ПК были выявлены «слабые» места исследуемого узла, что привело к упрощению схемы электроэнергетического участка и замены некоторых ее элементов, для повышения надежности системы в целом.

Где внедрена разработка (название организации)

ОАО «8 Марта».

Основные потенциальные потребители разработки (название организации)

Любые заинтересованные организации.

Предлагаемые формы сотрудничества

Проведение исследований по оценке надежности электроэнергетических систем любой детализации.

Контактная информация

УО "Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины"
Молодой ученый: Бужан Максим Александрович, аспирант
Научный руководитель: Сукач Елена Ивановна, доцент кафедры математических проблем управления и информатики, к.т.н., доцент
моб.: +375 44 786 39 57
e-mail: mfredy92@gmail.com