Интеллектуальная релейная защита и автоматика электроэнергетических систем

Область знаний: «Информатика, Математика»

Тематика Энергопрорыв 2015: «Эффективные приборы и измерительное оборудование»

Социальная активность: 53

Команда + Вступить в команду

About


Применение современных информационных технологий для реализации функций релейной защиты и автоматики (РЗА) создает условия и вызывает необходимость разработки новых принципов создания систем РЗА для обеспечения их эффективного использования на всех этапах жизненного цикла, повышения уровня их технического совершенства и надежности функционирования. При разработке устройств РЗА с применением стандарта МЭК 61850 появляется возможность внедрения специализированных промышленных компьютеров (СПК). Важным отличием СПК от традиционных МП терминалов РЗА является возможность свободной конфигурации и оптимизация состава выполняемых ими функций РЗА. В отличие от обычных промышленных компьютеров СПК имеют операционную систему, обеспечивающую возможность ведения информационной модели защищаемого объекта и выполнение информационного обмена между функциями РЗА как в рамках одного СПК, так и в разных СПК. При этом настройка коммуникационных интерфейсов для передачи данных между СПК выполняется операционной системой автоматически.

Создание интеллектуальных систем РЗА на разрабатываемой технической платформе обеспечит повышение уровня их технического совершенства, прежде всего, за счет решения задачи автоматической адаптации функционала системы РЗА к изменению условий ее работы в энергосистеме и автоматической оптимизации архитектуры функционального взаимодействия при изменениях в составе технических средств системы, возможных во время эксплуатации. Разрабатываемая система РЗА обладает гибкой функциональной структурой и свойствами автоматической самонастройки и самоорганизации. При этом под самонастройкой понимается автоматический расчет настроечных параметров функционирования устройств РЗА при изменении условий чувствительности и селективности РЗА в защищаемой сети. Под самоорганизацией понимается автоматический выбор из базы знаний требуемого состава функций РЗА для всех элементов первичного оборудования энергообъекта, а также последующее их автоматическое распределение по СПК и организация информационного обмена между СПК. Самонастройка и самоорганизация системы РЗА выполняется в координации с данными мониторинга состояния первичного оборудования и состояния информационно-коммуникационной инфраструктуры. Это позволяет обеспечить автоматическую реконфигурацию функциональной структуры и поддержание требуемого уровня надежности функционирования системы РЗА во время эксплуатации при изменении состава защищаемого оборудования или отказах отдельных элементов системы РЗА.

Для реализации интеллектуальной системы РЗА применяются специализированные оптимизационные методы. На первом этапе определяется требуемый состав функций РЗА для каждого защищаемого элемента сети. Требуемый состав функций определяется с использованием механизмов логического вывода из базы знаний РЗА, которая. формируется на основе действующих нормативно-технических документов, регламентирующих правила создания РЗА. На втором этапе осуществляется оптимальное распределение функций РЗА по СПК. Для этого каждой функции РЗА присваивается набор параметров, определяющих условия их распределения по СПК. К таким параметрам относятся, например, назначение функции РЗА (основная или резервная защита), требуемый уровень функциональной надежности, вычислительный ресурс, состав входных и выходных сигналов и др. Кроме того, в качестве параметров оптимизации используются величина резервов по вычислительной мощности и информационной нагрузке коммуникационных интерфейсов. Это необходимо для реализации оптимального управления функциональной структурой системы РЗА в течение всего срока службы с учетом возможных в процессе эксплуатации сценариев возникновения неисправностей отдельных технических средств РЗА, а также возможных изменений функциональности РЗА, связанных с перспективными планами развития электроэнергетических систем.

На стадии разработки системы РЗА при определении начальной функциональной структуры предполагается, что для каждой функции РЗА применяется отдельный СПК. На стадии эксплуатации в качестве начальной функциональной структуры используется существующее на энергообъекте распределение функций РЗА по СПК. Затем вычисляется значение минимизируемой целевой функции распределения функций РЗА по СПК. Значение указанной целевой функции складывается из значений весовых показателей совмещения функций РЗА с разным назначением и с разными требованиями по надежности в одном устройстве, значений весовых показателей неполного использования вычислительных ресурсов СПК, значений весовых показателей количества используемых СПК и значений весовых показателей допустимой информационной нагрузки коммуникационных интерфейсов СПК. Работа оптимизационных методов на стадии проектирования системы основывается на применении генетических алгоритмов, на стадии эксплуатации оптимизационные методы реализуются путем организации распределенного мультиагентного взаимодействия. Изменяемыми параметрами в работе оптимизационных методов являются так называемые «координаты» функций РЗА, определяющие их размещение в том или ином СПК. Затем по определенным правилам выполняется синтез структуры локальной вычислительной сети, обеспечивающей необходимый информационный обмен между СПК.

В рамках проекта выполняется разработка новых МП устройств РЗА (СПК) и необходимого программного обеспечения для создания интеллектуальной системы РЗА ЭЭС.

Реализация проекта создания интеллектуальной системы РЗА позволит повысить надежность РЗА, а также существенно сократить стоимость разработки, внедрения и эксплуатации РЗА на энергообъектах.

Повышение надежности РЗА обеспечивается за счет существенного сокращения времени восстановления при отказах отдельных устройств РЗА путем автоматического перераспределения функций РЗА по устройствам, обладающим необходимыми резервами по вычислительной мощности и информационной нагрузке (с учетом нагрузки оборудования ЛВС). Таким образом, отказ отдельных элементов интеллектуальной системы РЗА не приводит к потере функций РЗА, т.е. повышается живучесть системы.

Снижение совокупной стоимости системы РЗА обеспечивается снижением затрат на проектирование (за счет самонастройки и самоорганизации системы), снижением затрат на приобретение программно-технических средств (используется универсальные СПК с эффективным использованием вычислительных и коммуникационных ресурсов вместо разнотипных "недогруженных" МП терминалов РЗА для АТ, ВЛ, ШР, СШ и др.), снижением затрат на техническое обслуживание системы во время эксплуатации (за счет обеспечения возможности вывода из работы и замены отдельных элементов системы РЗА, ввода нового первичного оборудования и вывода оборудования в ремонт без необходимости перепроектирования и переналадки системы РЗА).

Комментарии

0

Коллеги, добрый день.
В описании не указано, в чем нуждается Ваш проект ?

Добавление комментария