Экспертная система для автоматического контроля рабочих характеристик сети энергоснабжения
R.Subramanian, A.S. Mereikhi, Государственный университет водо- и электроснабжения имени Рутгера, Швейцария
Резюме
В настоящее время технические средства регулируемой экспертной системы открыли новые горизонты для предоставления необходимых средств к решению обширного класса проблем энергетической системы. В то время как их потенциальные назначения определяются большим количеством применений, анализ неисправностей, обработка сигналов тревоги, контроль и управление подстанциями, и защита энергосистемы являются четырьмя наибольшими отраслями, начинающими волновать производственные рынки и рынки коммунальных услуг. При анализе неисправностей экспертная система используется чтобы автоматически реагировать на нарушения режимов в энергосистеме и возникновение повреждений, а также помогает инженерам энергосистемы непосредственно вникать в суть и детали неисправности, топологию сети и её эксплуатационные условия. Вместе с резким уменьшением ручной работы эта система предоставляет комплексную и краткую сводку о причинах появления неисправности. Это особенно полезно для служебного персонала чтобы выработать ряд безошибочных руководящих принципов позволяющих восстанавливать работу обесточенного завода и оборудования, сопровождающихся широкомасштабным нарушением энергоснабжения, без чрезмерных задержек. Этот доклад намеревается в полной мере охарактеризовать экспертную систему предназначенную для выполнения дальнейшего обоснованного анализа используя как информацию о состоянии релейных переключателей, разъединителей и сигнального оборудования автоматической защиты так и ведомость повреждений на основе показаний приборов фиксируемых электронными регистраторами. Основной упор делается на технические перспективы и конструкторский риск приложенный в процессе разработки чтобы сделать возможным функционирование всех её аппаратных и программных средств как единой, надёжной и интеллектуальной автоматической системы.
Ключевые слова
Файлы с динамической информацией, Экспертная Система, Регулируемые Технологии, Нейронные Сети, Нечёткая Логика, База Знаний, Дедуктивная Машина, Обработка Сигналов, Анализ Неисправностей.
Автономные электронные регистраторы неисправностей совершенствовались чтобы оказаться оплотом записи цифровой информации для надлежащего контроля за производительностью энергосистемы[1-2]. Ссылка 1 описывает комплексную систему регистрации неисправностей получившую недавно
общую мощность 1000 аналоговых и 1200 двоичных каналов на большой электростанции от Департамента водо- и электроснабжения города Абу-Даби. Эта система предназначена для того чтобы обеспечить персонал электростанции необходимыми аналитическими перспективами по поводу неисправностей и повреждений случающихся во внешних и внутренних энергосистемах предприятия. На рис.1 изображена двухуровневая структура системы контроля рабочих характеристик оборудованная серией автономных регистраторов неисправностей для различных типов передавающих подстанций разбросанных по трём разным участкам энергосистем сверхвысокого и высокого напряжения. Архитектура аппаратных и программных средств системы регистрации неисправностей по существу способствует проведению локального анализа для каждого устройства сбора данных, поддерживаемого центральным устройством обработки функционирующим на территории центра управления соответствующих участков. С использованием подходящего набора передающих протоколов была также обеспечена возможность коммутируемого доступа через порты связи RS-232 и телефонные модемы для облегчения передачи данных непосредственно от каждого устройства сбора данных (УСД) к соответствующему центральному устройству обработки (ЦУО).Совершенно ясно что наиболее интересующей характеристикой для сохранения надёжной и стабильной производительности энергосистемы является возможность локализовывать каждый раз системные аварии с минимальными задержками в работе предприятия. Достижение более высокого уровня производительности сети зависит от возможностей и исправности релейной защиты и выключателей для функционирования в гарантированных пределах чувствительности, надёжности и прочности при реагировании на системные аварии. Регистраторы неисправностей, как и система сбора информации могут способствовать инженерам по защите электроустановок и операторам иметь более синтетический взгляд на сеть. Это особенно полезно когда эксплуатационные условия системы ослаблены последовательными переходными процессами энергосистемы возникающими из
-за несоответствия требованиям характеристик реле или выключателя во время аварии системы.Простые случаи аварии системы затрагивающие один или два фидерных контура могут стать причиной тому что регистраторы неисправностей сформируют соответствующее количество данных. Этого достаточно чтобы помочь релейщикам и экспертам энергосистемы легко понять природу и размер проявления неисправности с непосредственным умозаключением. Если, с другой стороны, релейная защита или выключатель работают неисправно когда к ним обращаются для преодоления аварии, на местных и удалённых станциях требуется отключить большое количество фидерных контуров с последующим риском веерного отключения других важных цепей электропередач вследствие серьёзной перегрузки[3]. Отказ защиты сборных шин и молниезащиты на большой электростанции или подстанции может вызвать одновременное срабатывание большого количества автоматических выключателей в результате чего нарушается энергоснабжение на обширной территории. Во время такой экстремальной аварийной ситуации, регистраторы неисправностей подвергаются работе на пределе своих возможностей, выдавая слишком много информационных данных для хранения, обработки и пересылки. Несмотря на эффективные алгоритмы сжатия данных принятые в программных коммуникационных протоколах объём данных которые необходимо переслать по низкоскоростному телефонному каналу ограничен чтоб не быть громоздким и чрезмерным. В то же время когда данные о неисправностях поступают на ЦУО релейщикам приходится со стойкостью одолевать великое множество информационных данных и отчётов о неисправностях для определения сложности и важности проблем энергосистемы. Эта обременительная работа возможно может привести к угрозе важной информации относящейся к сущности рассматриваемых проблем которая неизменно послужит причиной того что персонал предприятия неправильно установит и классифицирует неисправность.
В таком контексте использование экспертных систем позволяет совершить огромный скачок вперёд в вопросе проведения более глубокой диагностики с полным представлением топологии сети режима работы защитных реле и выключателей а также условий эксплуатации системы. Эта новая технология аналитической производительности уже прошла этап неопределённости благодаря успешному завершению тщательных исследований файловых данных записанных во время аварий энергосистемы.
Следующие разделы проанализируют основы экспертной системы разработанной для проведения автоопределения классифицирования и диагностики неисправностей энергосистемы а также охватят множество технических перспектив и конструкторских разногласий относящихся к структуре системы, архитектурным аппаратным платформам, функциям программного обеспечения, оперативной диагностике, учёту неисправностей, средствам интерфейса и т.д.