A method on selection and development of efficient hierarchical dispatching control service in power system has been considered on the basis of quantitative characteristics of integrity property. Taking development of dispatching control service in Azerbaijan power system the paper demonstrates the proposed method.Рассматривается методика выбора и построения эффективной иерархической системы диспетчерского управления ЭЭС на основе количественной характеристики свойства целостности. Методика демонстрируется на примере построения структуры диспетчерского управления Азербайджанской энергосистемой

A. Huseynov M.

N. Yusifbeyli A.

А. Гусейнов М.

Н. Юсифбейли А.

A. M. Huseynov

N. A. Yusifbeyli

А. М. Гусейнов

Н. А. Юсифбейли

ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations / Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

УДК 621.311ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОЛОГИИ СИСТЕМНО-ИНФОРМАЦИОННОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ СТРУКТУРЫ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ В ЭЭСДокт. техн. наук ГУСЕЙНОВ А. М., канд. техн. наук ЮСИФБЕЙЛИ Н. А.АзНИИЭиЭП, и д у  ОАО «Азерэнержи»Большой объем задач, решаемых с целью управления режимной надеж­ностью ЭЭС, и сложная структура самого объекта управления диктуют не­обходимость создания иерархической системы диспетчерского управления. При этом на каждом иерархическом уровне должны быть обеспечены функционирование и взаимодействие следующих информационно-техно­логических систем [1] :• оперативного контроля и управления режимом;• оперативного анализа и планирования режима;• долгосрочного и краткосрочного планирования режима;• контроля и учета электропотребления (АСКУЭ);• автоматического управления.Основой построения единой иерархической системы технологического управления являются создание единых информационного пространства и масштабируемой открытой архитектуры, а также использование единых информационной технологии и системы стандартных интерфейсов.Определяющие критерии качества этой системы:• информативность (информационная эффективность), главный компо­нент которой время реакции (реактивность) системы;• оперативность предоставления данных о текущем режиме диспетчер­скому персоналу;• информационная надежность и живучесть системы.Характеристики реакции системы должны рассматриваться в двух ас­пектах:• реакции информационного тракта в целом (времени задержки поступ­ления пользователю информации о текущем режиме);• реакции человеко-машинного интерфейса, связанного с задержкой ис­полнения запроса на доступ к определенному набору данных.Следовательно, задача построения эффективной иерархической систе­мы диспетчерского управления состоит в определении:• числа ступеней (уровней) управления;• структуры вертикальных и горизонтальных связей между уровнями и элементами уровней управления;• оптимального распределения задач по уровням управления;• информационно-технических средств, обеспечивающих эффектив­ность работы выбранной иерархической системы (надежность, реактив­ность, живучесть, стоимостную эффективность и др.).20в  настоящей работе рассматриваются первая и вторая задачи.Одноуровневая система оперативно-технологического управления с од­ним центральным диспетчерским пунктом (ЦДЛ) не может эффективно решать эти задачи, учитывая к тому же иерархическую технологическую структуру объекта управления. Для такой системы управления характерны большая загрузка и огромный поток информации с низкой надежностью, потери которой при одноступенчатом ЦДП также могут быть вызваны от­казами оборудования, недостаточным быстродействием системной автома­тики, более высокими затратами умственного труда и самой эксплуатацией системы. Эти доводы дают основание для создания многоуровневой де­централизованной системы управления.Число уровней управления определяется как технологическими осо­бенностями энергосистемы (производство, передача, распределение), так и архитектурой строения (ЕЭС, ОЭС, ЭС). Исходя из последнего принципа может быть принята трехуровневая иерархическая структура диспетчер­ского управления: I (высший) уровень -  ИДУ ЕЭС; II уровень -  ОДУ ОЭС; III уровень -  ДУ ЭС, входящих в ОЭС.Если определение числа уровней управления применительно к дейст­вующей энергосистеме не представляет сложности, то вторая задача — оп­ределение оптимальной структуры с системой вертикальных (между уров­нями) и горизонтальных (между элементами уровней) связей -  по- настоящему сложная задача.Создаваемая иерархическая система должна обладать свойством цело­стности. Для достижения этой цели необходимо:• определить представительность элементов структуры;• выяснить степень целостности;• рассчитать коэффициент использования каждого элемента иерархиче­ской структуры и коэффициент полезного действия отдельных элементов и системы в целом.В качестве примера рассмотрим двухуровневую систему, в которой на нижнем уровне п управляемых подсистем связаны с одной вышестоящей управляющей системой (рис. 1) [2].Рис. I. Двухуровневая иерархическая система диспетчерского управленияЗдесь процесс Р -  управляемая система. К ней приходят сигналы двух видов: управляющие сигналы /И], ..., ..., и сигналы внешнего возму-21щения В. Выход процесса Р представляется сигналом Y. Таким образом реализуется известная схема «вход -  выход» с управляющим воздействи­ем. Каждая из управляющих систем нижнего уровня Q оказывает воздей­ствие на процесс Р с помощью управляющего сигнала получая коорди­нирующие сигналы Y от верхнего уровня Со. Обратная связь в виде сигна­лов Zb Z/, ..., Zn информирует о состоянии процесса Р после полученных управляющих воздействий ..., ..., т„. Аналогично об­ратные связи (Оь соь •••> содержат в себе информацию относительно поведения нижних управляющих систем.Для построения эффективной иерархической структуры оперативно­технологического управления можно использовать методы теории инфор­мационных систем, с помощью которой возможно получить комплексную оценку свойства целостности.В общем случае степень сложности любой системы при наличии раз­личных элементов с разными возможными вероятностями может быть описана с использованием теории сложных систем [2, 3]:C = - / Ś A l o g p , = y H ,к=\где J -  некоторая положительная константа, определяющая выбор единицы измерения; pk -  вероятность состояния ^-го состояния элемента;пН = -y^Pj^\ogPj^ -  энтропия множества вероятностей ри р 2 , ..., рь •• •>к=\Рп [4].В теории информации больших систем показатель С именуется также как смысл (содержание) системы. При этом обозначим: Сс -  содержание системы; С© -  собственное содержание (произведение вероятностей от­дельных априорных состояний элементов вне связи их между собой) и вза­имное содержание Свз. Между всеми ними существует соотношениеСвз = Се-Со.Используя информационный аппарат, можно определить количествен­ную оценку целостности создаваемой иерархической структуры:• степень целостностио. — — Сзз/Cq ;• коэффициент использованияр = С,/С, = 1- а ;• коэффициент полезного действияY = С /С , .Наличие самого свойства целостности в. иерархической структуре опе­ративного технологического управления фиксируется согласно условиям:Свз^О; а>  0.Предлагаемый информационный подход был использован при построе­нии иерархической оперативно-технологической системы управления для Азербайджанской ЭЭС.22Исходя из изложенного выше принципа выбора иерархической струк­туры диспетчерского управления, новых условий, возникающих после рас­пада СССР и ЕЭЭС и смены экономических условий, для Азербайджан­ской ЭЭС рекомендуется двухуровневая структура оперативно-техно­логического управления с Национальным диспетчерским центром (НДЦ) на высшем уровне.Учитывая проведенную и планирующуюся реструктуризации в отрасли на нижнем уровне управления (региональные диспетчерские центры (РДЦ)), рассматриваются соответственно пять и восемь элементов. В пер­вом случае -  это РДЦ Баку, Сумгаита, Гянджы, Али-Байрамлы, Нахичева­ни -  электрические сети, управления электрическими компаниями. Во вто­ром случае -  те же пять элементов, а также выделенные три группы элек­трических станций с головными -  АзГРЭС, ГРЭС Али-Байрамлы, Шимал ГРЭС. Последнее обусловлено возможным образованием в процессе рест­руктуризации трех генерирующих компаний. Таким образом, в 1-м вариан­те на нижнем уровне -  пять элементов, во 2-м -  8.В табл. 1 и 2 приведены результаты расчета показателей целостности для различных структур управления. Их анализ показывает следующее:• в обоих вариантах схема 1 не обладает свойством целостности;• в 1-м варианте следует отдать предпочтение схеме 2 с более высокой степенью целостности (а);• во 2-м по тем же причинам предпочтительна схема 3 (а).Таблица 1Показатели целостности иерархической системы диспетчерского управленияИзвестно, что при наличии целостности следует отдавать предпочтение той структуре, в которой обеспечиваются меньшие затраты умственного труда. А это имеет место при более значительной структуризации. Чем больше структуризирована система управления, тем меньше затраты умственного труда. Окончательные рекомендации выглядят следующим образом:• по 1-му варианту -  схема 2;• по 2-му -  также схема 2.23При этом не сложно выполнить структурный переход от схемы 1-го ва­рианта к схеме 2-го и наоборот.Таблица 2Показатели целостности иерархической системы диспетчерского управленияПоскольку ряд основных задач управления режимами решается только на верхнем уровне оперативно-технологического управления, ему принад­лежит функция выдачи нижестоящим уровням контрольных режимных показателей, прогнозных данных и др. Эффективность функционирования всей иерархической системы определяется в основном верхним уровнем, в обязанности которого входит функция координации, обеспечивающая опе­ративное взаимодействие как между уровнями, так и между элементами. Это особенно важно в условиях рыночной экономики при компромиссном рассогласовании интересов разных элементов с использованием экономи­ческих критериев управления.Информационный подход и методика были применены при выборе ие­рархической системы диспетчерского управления ЭЭС Азербайджанской Республики. На основе сопоставления расчетных вариантов рекомендована двухуровневая структура с пятью (или восьмью) элементами.ВЫВОДЫРассмотрены комплекс оперативно-технологических задач по улучше­нию режимной надежности ЭЭС и принципы построения иерархической системы диспетчерского управления, обладающей свойствами децентрали­зации и целостности. В основе методики -  информационный подход, опре­деляющий жесткие характеристики иерархической системы, такие как сте­пень целостности, коэффициент использования, коэффициент полезного действия и др.Л И Т Е Р А Т У Р А1. А в т о м  а т и  3 а ц и я  управления энергообъединениями / В. В. Гончунов, В. М. Горнштеіін, Л. А. Крумм и др.; Под ред. С. А. Совалова. -  М.: Энергия, 1979. -  432 с.2. М е с а р о в и ч  М.,  М а к о  Д., Т а к а х а р а  Ц. Теория иерархических много­уровневых систем. -  М.: Мир, 1973. -  344 с.3 .  Ц в и р к у н  А. Д. Структура сложных систем. -  М.: Сов. радио, 1975. -  200 с.4. Ш е н н о н К. Работы по теории информации и кибернетике. -  М.: Изд-во иностр. лит., 1963. -  829 с.Поступила 20.05.200424

Применение методологии системно-информационного анализа для построения эффективной структуры диспетчерского управления в ЭЭС

https://energy.bntu.by/jour/article/download/1180/1148

Применение методологии системно-информационного анализа для построения эффективной структуры диспетчерского управления в ЭЭС

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations / Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ