Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электрические станции, сети и системы

Диссертационная работа:

Пальцев Алексей Сергеевич. Распределенная обработка телеинформации при оценивании состояния ЭЭС на основе мультиагентных технологий : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02 / Пальцев Алексей Сергеевич; [Место защиты: Ин-т систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН].- Иркутск, 2010.- 131 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2107

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность исследования. Развитие рыночных отношений в электроэнергетике России привело к появлению новых задач, для решения которых необходима расчетная модель текущего режима электроэнергетической системы (ЭЭС), получаемая на основе данных телеизмерений с помощью методов оценивания состояния (ОС). Задача ОС состоит в расчете установившегося режима ЭЭС по данным телеизмерений и телесигналов.

Большой вклад в развитие методов оценивания состояния в нашей стране внесли Б.И.Аюев, П.И.Бартоломей, В.А.Богданов, Л.А.Богатырев, В.В.Володин, А.З.Гамм, Л.Н.Герасимов, И.И.Голуб, Ю.А.Гришин, А.М.Глазунова, И.Н.Колосок, А.М.Конторович, В.Г.Курбацкий, М.С.Лисеев, В.З.Манусов, К.Г.Митюшкин, С.И.Паламарчук, В.Л.Прихно, С.Ф.Першиков, Н.Р.Рахманов, В.А.Семенов, С.А.Совалов, И.П.Стратан, А.А.Тараканов, А.А.Унароков, П.А.Черненко, Ю.Я.Чукреев, А.В.Челпанов, О.Н.Шепилов, Л.В.Эм, Т.С.Яковлева и др. Среди зарубежных ученых можно отметить A.Abur, E.Handschin, A.Monticelli, F.C.Schweppe и др.

В ИСЭМ СО РАН для решения задачи ОС разработан метод контрольных уравнений. Суть метода состоит в использовании для оценивания состояния системы уравнений установившегося режима, описывающих состояние ЭЭС и включающих только измеренные переменные. Метод контрольных уравнений позволяет значительно упростить процедуры ОС ЭЭС и анализа телеизмерений.

В современных условиях, когда множество самостоятельных субъектов энергетической отрасли функционируют совместно в единой системе, но имеют собственные интересы, изменились требования к математическому моделированию Единой Энергосистемы (ЕЭС) России, ее энергообъединений и энергосистем. В настоящее время в СО-ЦДУ ЕЭС России для решения комплекса задач оперативно-диспетчерского управления вместо функционирующих ранее моделей различной степени подробности создана единая расчетная модель, наиболее полно отражающая топологию и режим ЕЭС.

Таким образом, задача оценивания состояния по-прежнему сохраняет свою актуальность, но при ее решении требуется выполнять вычисления для ЭЭС большой размерности, состоящих из параллельно работающих подсистем. При ОС схем такой размерности возникают проблемы, связанные с неоднородностью и большим объемом обрабатываемой информации. Важным фактором при разработке и реализации методов решения задачи оценивания состояния ЭЭС является требование высокого быстродействия полученных алгоритмов и программ, обеспечивающих получение решения в темпе технологического процесса.

Традиционно задача ОС решается в центре управления ЭЭС, что также приводит к необходимости обрабатывать в одном месте большие объемы информации. Это создает высокую нагрузку на вычислительные ресурсы.

Эффективным методом решения этих проблем является распределенная обработка данных при использовании алгоритмов децентрализованного ОС. Эти алгоритмы могут быть построены на основе разбивки расчетной схемы большой размерности на подсистемы (структурная декомпозиция) и функциональной декомпозиции в соответствии со списком решаемых при оценивании состояния задач (обнаружение плохих данных, непосредственно ОС).

Ранее декомпозиция задачи ОС была актуальной из-за ограниченных вычислительных ресурсов, обработка больших сложных схем на которых была очень долгой. Такой декомпозиции посвящены работы А.З.Гамма, Ю.А.Гришина, О.А.Суханова и др. С другой стороны, необходимость декомпозиции задачи ОС диктует сама структура диспетчерского управления ЕЭС России, построенная по иерархическому принципу. Такая декомпозиция отражена в работах Б.И.Аюева, В.Л.Прихно и др. Декомпозиция задачи ОС широко отражена также в работах зарубежных авторов - A.Abur, G.Heydt, W.Jang, M.Lehtonen, V.Vittal, L.Zhao и др.

В качестве измерений при ОС ЭЭС до недавнего времени в основном использовались телеизмерения, получаемые от системы SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition -диспетчерское управление и сбор данных).

Существенно улучшить свойства решения задачи ОС позволяет использование измерений, поступающих от устройств измерения комплексных электрических величин - PMU (Phasor Measurement Units). Измерения, поступающие от PMU, более полно отражают режим рабочей схемы ЭЭС. Использование данных PMU открывает новые возможности при декомпозиции задачи ОС, что было использовано в данной работе.

Одним из возможных подходов к распределенной обработке данных при декомпозиции задачи ОС является применение мультиагентных технологий, относящихся к методам искусственного интеллекта. В ИСЭМ СО РАН вопросам применения методов искусственного интеллекта в задачах энергетики посвящены работы A.M. Глазуновой, Р.А.Заики, Ю.Б.Каштанова, Л.В.Массель, В.В.Новорусского, Н.В.Томина, Д.А.Фартышева, П.В.Этингова и др.

Мультиагентные технологии и мультиагентные системы (MAC) - это сравнительно новое направление, относящееся к методам распределенного искусственного интеллекта. Вместе с тем, результаты от внедрения таких технологий подтвердили перспективность этого направления. Вопросы использования мультиагентных технологий в России и за рубежом отражены в работах В.И.Городецкого, В.И.Тарасова, S.Russell, P.Norwig и др.

В задачах энергетики мультиагентные технологии также находят свое применение. Они используются для мониторинга ЭЭС, создания информационных управляющих систем, разработки переговорной среды для участников рынка электроэнергии, разработке программных комплексов для решения проблем энергетической безопасности и ряде других задач.

В данной работе рассмотрены вопросы разработки алгоритмов декомпозиции задачи ОС, предназначенных для расчета крупных объединенных ЭЭС, и возможность реализации этих алгоритмов на основе мультиагентных технологий.

Целью работы является повышение эффективности алгоритмов ОС при расчете ЭЭС большой размерности и объединенных ЭЭС на основе структурной и функциональной декомпозиции задачи и использования мультиагентных технологий.

Для достижения цели поставлены и решены следующие задачи, определяющие основные направления исследований работы:

  1. Изучение основных подходов и анализ методов распределенного ОС ЭЭС.

  2. Исследование мультиагентных технологий и возможности их применения при решении задачи ОС ЭЭС.

  3. Разработка двухуровневого алгоритма структурной декомпозиции расчетной схемы для ОС крупных объединенных энергосистем.

  4. Исследование возможности использования измерений от PMU для повышения эффективности алгоритмов декомпозиции задачи оценивания состояния.

  5. Разработка алгоритма решения задачи оценивания состояния, базирующегося на структурной и функциональной декомпозиции задачи с использованием измерений от PMU.

  6. Проверка эффективности разработанного алгоритма при ОС методом контрольных уравнений.

  7. Разработка архитектуры МАС для реализации декомпозиционного алгоритма оценивания состояния методом контрольных уравнений.

  8. Проектирование алгоритмов модулей программно-вычислительного комплекса для распределенного оценивания состояния ЭЭС на основе мультиагентного подхода.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались теория и методы оценивания состояния ЭЭС, методы теории вероятности и математической статистики, методы искусственного интеллекта, методы объектного проектирования и программирования. Предлагаемые в диссертационной работе алгоритмы оценивания состояния ЭЭС базируются на разработанном в ИСЭМ СО РАН методе контрольных уравнений.

Составляют предмет научной новизны и выносятся на защиту следующие наиболее важные результаты:

  1. Декомпозиционный алгоритм решения задачи оценивания состояния, включающий двухуровневый алгоритм структурной декомпозиции расчетной схемы и алгоритм функциональной декомпозиции при оценивании состояния методом контрольных уравнений.

  2. Методический подход к использованию измерений от PMU при декомпозиции задачи оценивания состояния.

  3. Мультиагентный подход для распределенной обработки телеинформации в ЭЭС.

Практическая ценность работы. Разработанный алгоритм оценивания состояния на основе структурной и функциональной декомпозиции и его реализация в виде мультиагентной системы могут использоваться для расчета реальных схем большой размерности, состоящих из параллельно работающих подсистем. Применение предложенного подхода позволяет существенно повысить точность получаемых оценок и сократить время решения задачи оценивания состояния.

Результаты исследований использовались при выполнении проектов:

Интеграционный проект № 120 СО РАН «Обеспечение живучести электроэнергетических систем» (Интеграционный проект СО РАН на 2006-2008 гг.)

Гос.контракт №02.527.11.0004 «Разработка оборудования и систем управления крупных энергетических систем» шифр "2008-0-2.7-31-01-007". (2008-2011 гг.)

Проект в рамках 7-й рамочной программы научных исследований и технологических разработок Европейского Союза по направлению «Энергия»: FP7-ENERGY-2008-Russia - Intelligent Coordination of Operation and Emergency Control of EU and Russia Power Grids (ICOEUR) (№ 227122) (2009-2011 гг.).

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на конференциях-конкурсах научной молодежи ИСЭМ СО РАН (Иркутск, 2006, 2007 гг.), международном семинаре "Liberalization and Modernization of Power Systems: Risk Assessment and Optimization for Asset Management" (Иркутск, 2006 г.), международном семинаре "Power and Electrical Engineering" (Рига, 2007 г.), международном семинаре им. Ю.Н.Руденко "Методические вопросы исследования больших систем энергетики" (Иркутск, 2008 г.), научно-практическом семинаре "Современные программные средства для расчета нормальных и аварийных режимов, надежности, оценивания состояния, проектирования ЭЭС" (Иркутск, 2008 г.), международной конференции ШЕЕ Powertech (Бухарест, 2009 г.), международной конференции "Liberalization and Modernization of Power Systems: Coordinated Monitoring and Control towards Smart Grids" (Иркутск, 2009 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 10 печатных работах, две из которых - в реферируемых журналах, рекомендованных перечнем ВАК РФ [ 1 -2].

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, содержащего 71 наименование, и двух приложений. Работа содержит 21 рисунок и 24 таблицы. Общий объем диссертации - 131 страница.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net