Система-советчик по оперативной проработке ремонтных заявок на электрооборудование для энергообъединений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат технических наук Буковников, Юрий Владимирович

• Буковников, Юрий Владимирович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Буковников, Юрий Владимирович

Введение.

Глава I. Технология проработай ремонтных заявок в энергообъединениях.

1.1. Работа с ремонтными заявками. Основные понятия и категории.

1.2. Проблемы автоматизации работы с заявками. Состояние вопроса.

1.3 Информационные системы для автоматизированной проработки ремонтных заявок.

1.4. Существующие реализации в области автоматизации проработки заявок.

1.5. Выводы по главе 1.

Глава II. Метод интеллектуальных систем для проработки ремонтных заявок

2.1. Обоснование применения интеллектуальных систем для решения задач проработки заявок в энергообъединениях.

2.2. Общая структура экспертных систем.

2.3. Структура интеллектуальной системы со специализированным логическим выводом (метод МИМИР).

2.4. Построение прикладных систем на базе инструментальной системы МИМИР.

2.5. Выводы по главе 2.

Глава III. Инструментальная система МИМИР-3.

3.1 Преимущества и недостатки инструментальной системы МИМИР.

3.2 Новая архитектура системы.

3.3 Структура данных Базы знаний МИМИР-3.

3.4. Трансляция ОЕЯ-запросов в SQL-запросы.

3.5 Выбор Оптимального плана выполнения запроса.

3.6 Выводы по главе 3.

Глава IV. Интеллектуальная система для режимной проработки заявок.

4.1. Общая структура системы режимной проработки заявок.

4.2. Структура знаний системы.

4.3. Сервисные функции ЭСОРЗ.

4.3.1. Сервис топологии сети.

4.3.2. Сервис для автоматики.

4.4.Проработкаремонтных заявок.

4.5.Мониторинг заявок.

4.6. Выводы по главе 4.

5.1. Работа с заявками в оперативном диспетчерском управлении.

5.2. Мониторинг коммутационных состояний электросети.

5.2.1. Мониторинг «прошедших» режимов.

5.2.2. Мониторинг «предстоящих» состояний сети.

5.2.3. Мониторинг текущего состояния сети.

5.2.4. Контроль режимных параметров.

5.3. Фиксация нештатных изменений состояния оборудования.

5.4. Диспетчерское закрытие заявок.

5.5. Диспетчерское открытие заявок.

5.6. Выводы по главе V.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Система-советчик по оперативной проработке ремонтных заявок на электрооборудование для энергообъединений»

Актуальность работы. Рассмотрение ремонтных заявок и принятие решения по ним (проработка заявок) является одной из важнейших практических задач, постоянно решаемых персоналом диспетчерских управлений. Главной целью проработки ремонтных заявок является обеспечение необходимой надежности работы энергообъединения при изменении состава работающего оборудования. Режимная проработка заявок выполняется в службах электрических режимов энергообъединений за несколько дней до возможного вывода или ввода оборудования, а результаты этой проработки (решения по заявкам, режимные ограничения) используются дежурными диспетчерами. Проработка заявок в службах является очень ответственной и трудоемкой операцией (крупным диспетчерским управлениям требуется прорабатывать до сотни заявок в день). Принятие решения по ремонтной заявке является сложной технико-экономической задачей, определяемой условиями надежности, устойчивости и экономичности работы энергосистемы. В данной работе экономические аспекты при принятии решений не рассматриваются. Возможности использования для определения устойчивости расчетных программ (расчет установившегося режима) ограничены из-за трудоемкости ручного ввода исходных данных для каждой заявки и учетом уже принятых ограничений по другим заявкам. Поэтому в практике оперативных служб расчеты выполняются только для некоторых заявок, а последующая «массовая» проработка заявок производится путем достаточно сложных логических выводов специалистов технологов с привлечением большого объема данных (топология сети, режимные инструкции, данные по противоаварийной автоматике и др.). Для поддержки и автоматизации работы служб энергообъединений целесообразна разработка методов, алгоритмов и программного обеспечения, на сколько возможно, облегчающей проработку ремонтных заявок и использования информации полученной в результате.

Наиболее полно данный класс задач решается в экспертной системе оперативного рассмотрения ремонтных заявок (ЭСОРЗ). Хотя на данный момент времени ряд структурных и технологических недостатков не позволяют, использовать его возможности в полном объеме, они связанны с изменением технической оснащенности энергообъединений и расширением круга решаемых задач.

Из технологических недостатков можно выделить отсутствие диспетчерских функций у системы-советчика таких как:

Онлайновая проработка заявок на случай изменения условий (получение аварийной заявки, смещение даты вывода или ввода оборудования) после предварительной проработки заявок, которая может повлиять на устойчивость и надежность работы энергообъединения.

Мониторинг состояния сети. Сравнивая информацию, полученную из оперативного управляющего информационно комплекса (ОУИК) с информацией находящейся в базе данных системы-советчика можно выявлять на не соответствие установившегося режима.

Существует также ряд технических недостатков, таких как отсутствие:

Автоматического или полуавтоматического ввода информации из системы хранения информации по заявкам в систему проработки заявок.

Многопользовательской работы в системе-советчике.

Возможности взаимодействия других программных комплексов с системой-советчиком. Современные информационные системы имеют открытую архитектуру, позволяющую осуществлять обмен информацией.

Цели и задачи работы. Целью работы является дальнейшее развитие теории и практики использования систем-советчиков для автоматизации проработки заявок в диспетчерских службах энергообъединений. Конкретно в работе решаются следующие основные задачи.

• Разработка концепции автоматизации проработки заявок дежурными диспетчерами энергообъединений.

• Развитие возможностей систем-советчиков и разработка метода интеграции в информационную среду энергообъединений.

Эти проблемы взаимосвязаны: интеграция систем хранения данных и знаний позволит использовать результаты работы систем-советчиков в других подсистемах АСДУ, а также привлечь к проработке ремонтных заявок оперативную информацию, необходимую, в частности, для «диспетчерской» проработки заявок.

Основные методы исследований. Для решения поставленных задач использовались: практический опыт диспетчеров энергообъединений, практика внедрения интеллектуальных систем в энергообъединения, теория построения компиляторов, теория систем управления базами данных, практические исследования производительности систем управления базами данных (СУБД), объектно-ориентированное программирование, принципы построения оптимизаторов СУБД.

При решении ряда задач автором учтены результаты ранее проводимых экспериментальных исследований в области разработки и применения методов оптимизации запросов, также учтен опыт построения инструментальной системы малой информационной модели интеллектуальных решений (МИМИР1).

Научная новизна. Разработана концепция «диспетчерской» проработки ремонтных заявок, учитывающую проверку условий открытия (закрытия) заявок в схемно-режимной ситуации, отличающейся от ситуации,

1 МИМИР-2 • текущая версия инструментальной оболочки, МИМИР-3 - разработанная автором ее новая версия предполагаемой при предварительной проработке заявок в службе режимов, реализованы следующие функции:

Мониторинг текущего состояния сети.

Контроль режимных параметров энергообъединения

Фиксация нештатных изменений состояния оборудования

Диспетчерское закрытие заявок

Диспетчерское открытие заявок

Разработана инструментальная система, имеющая следующий ряд особенностей: хранение базы знаний интеллектуальной системы в СУБД поддерживающих стандартный язык запросов SQL2 преобразование ограниченных естественно-языковых вопросов в SQL-запросы (разработаны методы оптимизации обработки SQL-запросов для локальных и корпоративных СУБД для обеспечения необходимой производительности систем-советчиков); поддержка он-лайн взаимодействия экспертной системы с информационной средой энергообъединения.

2 SQL (Structured Query Language) - стандартизованный язык запросов к реляционным базам данных

Практическая значимость работы и ее реализация.

1. Новая версия ЭСОРЗ, содержащая элементы диспетчерской проработки, внедряется в использование в службе электрических режимов СО-ЦДУ ЕЭС РФ;

2. ОДУ Урала внедряет новую систему анализа топологии сети построенную на базе новой инструментальной системы.

Апробация результатов работы. Результаты работы были доложены и обсуждены на:

- втором специализированном научно-техническом семинаре «Современные методы и программные средства анализа и планирования электропотребления, балансов мощности и электроэнергии» (г. Москва, 2004 г);

- второй научно-технической конференции молодых специалистов электроэнергетики (г. Москва, 2003 г.);

- конференции «Управление электроэнергетическими системами - новые технологии и рынок» (Сыктывкар 2004г).

- конференции «Инновации в энергетических технологиях». (Москва 2001 г).

Заключение диссертации по теме «Электростанции и электроэнергетические системы», Буковников, Юрий Владимирович

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Разработана новая концепция онлайновой проработки заявок в оперативных службах энергообъединений, ставшая необходимой в недавнем прошлом и уже востребованная в российский энергообъединениях

2. Для решения задачи комплексной автоматизации проработки заявок была разработана новая инструментальная система МИМИР-3, позволяющая разрабатывать и эффективней интегрировать системы-советчики в информационную среду энергообъединений.

3. Разработан транслятор с ограниченного естественного языка на язык реляционных баз данных стандарта SQL. Разработан оптимизатор запросов для выбранной структуры базы данных поддерживающей хранений базы знаний интеллектуальных систем на базе семантических сетей для локальных и корпоративных Баз данных, а также выработаны предложения по оптимизации производительности для них.

4. Реализованы и внедрены несколько проектов использующих инструментарий МИМИР-3 не только в области проработки ремонтных заявок, что показывает состоятельность и насущную необходимость предложенных методов.

Таким образом, подводя итог всей работе, можно утверждать, что поставленная цель по созданию для автоматизированной системы оперативного управления электроэнергетической системой по оперативному планированию ремонтов для оперативных служб энергообъединений достигнута.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Буковников, Юрий Владимирович, 2004 год

1. Попов Э.В. Экспертные системы. - М:, Наука, 1987

2. Поспелов Д.А. Моделирование рассуждений М: Радио и связь, 1989

3. Ю.Я. Любарский. Интеллектуальные информационные системы. М.: Наука, 1990.

4. Дж. Р.Грофф Энциклопедия SQL Питер Пресс; Киев: BHV: 2003 год

5. К. Дж. Дейт Введение в системы баз данных, 7-е издание -Москва -Санкт-Петербург -Киев : Вильяме 2001

6. Дьяков А.Ф., Любарский Ю.Я., Моржин Ю.И., Орнов В.Г., Семенов В.А., Цветков Е.В. Интеллектуальные системы для оперативного управления в энергообъединениях. М.: Издательство МЭИ, 1995.

7. Баринов В.А., Гамм А.З., Кучеров Ю.Н., Орнов В.Г., Руденко Ю.Н., Семенов В.А., Тимофеев В.А., Тихонов Ю.А., Цветков Е.В. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике. М.: Издательство МЭИ, 2000.

8. Войтов О.Н., Воронин В.Н., Гамм А.З. Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления электроэнергетическими системами. Новосибирск: Наука, 1986.

9. Дьяков А.Ф., Окин А.А, Семенов В.А. Диспетчерское управление мощными энергообъединениями. М.: Издательство МЭИ, 1996.

10. Инновации в энергетических технологиях / Под ред. O.A. Терешко. М.: ИПКгосслужбы. ВИПКэнерго. 2002.

11. Кучеров Ю.Н. Применение методологии искусственного интеллекта для моделирования ЭЭС // Проблема разработки и внедрения экспертных систем: Материалы Всесоюзной конференции М., 1989.

12. Буковников Ю.В. Принципы построения новой версии инструментальной оболочки экспертных систем, ориентированных на задачи АСДУ энергосистемами. // Материалы второй научно технической конференции молодых специалистов электроэнергетики

13. Любарский Ю.Я. Выразительные возможности языка диалога в автоматизированных системах диспетчерского управления // Известия АН. Техническая кибернетика. 1982. №5. С. 154-165.

14. Любарский Ю.Я. Представление знаний об объекте управления в диспетчерских информационных системах // Программирование. 1978. №1. С. 4150.

15. Любарский Ю.Я., Гикинская А.Е. Принципы построения экспертной системы диспетчерского экспресс-анализа ситуации в электросети. М.: НЦ ЭНАС, 2004.

16. Любарский Ю.Я., Горбунова Л.М., Буковников Ю.М. Экспертная система-консультант по проработке ремонтных заявок в оперативных службах энергообъединений // Управление режимами единой энергосистемы России. М.: НЦ ЭНАС, 2002.

17. Любарский Ю.Я., Моржин Ю.И. Отечественные оперативно-информационные комплексы АСДУ энергосистемами // Электрические станции. 2001. №12.

18. Ю.Любарский Ю.Я., Орнов В.Г. Диалоговые системы в диспетчерском управлении энергообъединениями. М.: Энергоатомиздат, 1987.

19. Любарский Ю.Я., Портной М.Г., Рабинович P.C. Экспертная система оперативного рассмотрения ремонтных заявок для АСДУ энергообъединениями // Электричество. 1991. №2. С. 22-28.

20. Митюшкин К.Г., Орнов В.Г. Сети сбора информации на базе микропроцессоров. Обзорная информация. М.: Информэнерго, 1985.

21. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации (РД 34.20.501-95). М.: СПО ОРГРЭС, 1996.

22. Сипачева О.В. Разработка алгоритмов автоматизированного формирования последовательности оперативных переключений в РЭС: Дис. к.т.н. М.: 1998.

23. Типовая инструкция по переключениям в электроустановках. М.: СПО Союзтехэнерго, 1985.

24. Управление режимами Единой энергосистемы России / Под ред. В.И. Решетова. М.: НЦ ЭНАС, 2002.

25. Richard D. Christie, Ivar Wangensteen. The Energy Market in Norway and Sweden: the Spot and Futures Markets // IEEE Power Engineering Review 1998.

26. Palermo P.J.,Bulley R.A.,Woodward T.R. The effects of coordinated operation on energy exchanges, system operation and operation and data exchange requirements: a comparison of methods used in the USA//CIGRE 1992.

27. Phill Pletham Experts Speculate on Blackout Causes and Possible Remedies // Electricity Today June, 2003.

28. BlackOut 03 System Configuration // ISO New York independent system operator 27 August, 2003.

29. American SuperConductor Corporation. Annual Report april, 2003

30. The changing Structure of the Electric Power Industry: an Update EIA Energy Information Administration, 1996. USA.