Использование элементов искусственного интеллекта: компьютерная поддержка оперативных решений в интеллектуальных электрических сетях

Рис. 4 Логическая модель релейной защиты для задач диспетчерского анализа.

2.4. СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ АНАЛИЗА СИТУАЦИЙ

Развитие рассмотренной ранее системы для электрической сети (система САНС) позволяет выявлять поврежденные элементы оборудования, отключенные элементы, обесточенные участки сети, отказы в срабатывании релейных защит, отказы и затяжки отключений выключателей.

Система дополнена, в частности, функцией анализа такой достаточно сложной ситуации, как дальнее резервирования [1]. При этом экспертная система сначала определяет «погашенные» шины подстанций и отключившиеся линии, затем – срабатывание защит на подстанции с «погашенными» шинами и на смежных присоединениях. Учитываются ступени сработавших защит линий. На подстанции, где имелось повреждение, вызвавшее ситуацию дальнего резервирования, защита работает первой ступенью, а на смежных подстанциях – старшими ступенями.

В качестве примера рассмотрен фрагмент электрической сети в нормальном состоянии (рис.5) и после короткого замыкания на одной из линий при отказе отключения линейного выключателя и отказе в срабатывании устройства резервирования отказа УРОВ одного из выключателей этой линии (рис. 6). Для того, чтобы продемонстрировать ситуацию резервирования защитами смежных подстанций условно предполагается, что на подстанции Волконка выведены из работы (ошибочно – по вине персонала подстанции) собственные защиты секционного выключателя 110 кВ и направленные в линию 110 кВ резервные защиты силовых трансформаторов. При экспресс-анализе ситуации информация об ошибочном выводе защит недоступна.

Рис.5. Фрагмент схемы электрической сети (отображение в SCADA).

Приведем синтезированное экспертной системой САНС текстовое описание ситуации (реплика системы «НЕТ УРОВ» здесь должна интерпретироваться как отказ УРОВ):

Ситуация: ДАЛЬНЕЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ

Предположительно повреждение оборудования ВЛ 110 кВ Волконка –Головинка

– Срабатывание РЗА ПС Головинка ВЛ Волконка ступ. 1

– Срабатывание защиты линии РЗЛ ПСВолконка ВЛ 110 кВ Волконка –Головинка

– Отказ выключателя Волконка ВЛ 110 кВ Головинка

– НЕТ УРОВ

– Работа РЗА на смежных подстанциях.

Реплика системы «Нет УРОВ» означает здесь отказ УРОВ в срабатывании.

Так как РЗА работают на всех подстанциях, смежных с ПС Волконка, перечисление необязательно.

Переключения в сети 10кВ в тексте, синтезированном системой, для краткости опущены.

Для «ручного» анализа диспетчером эта ситуация является весьма сложной: защиты работали на пяти ПС, на четырех ПС отключились выключатели, причем на ПС «Волконка» нет отключений – она полностью обесточилась. Экспертная система САНС в этом случае дает исчерпывающее технологическое описание ситуации, понятное диспетчеру (рис.7.)

Рис. 6. Пример: фрагмент схемы электрической сети при коротком замыкании на линии ВЛ 110 кВ Волконка-Головинка. Белым цветом обозначены участки сети без напряжения.

Рис. 7. Результат интеллектуального анализа ситуации.

2.5.СОВЕТЧИК ДИСПЕТЧЕРА

На основе ранее описанной сетевой системы анализа ситуаций САНС может быть разработан Советчик диспетчера сетевого предприятия.

В ранее рассмотренном примере для анализа диспетчером без интеллектуальной информационной поддержки эта ситуация (т.н. «дальнее резервирование» [1]) является весьма сложной: защиты работали на 5 подстанциях, отключения выключателей на 4 подстанциях (на ПС Волконка не было отключений, эта ПС полностью обесточилась).

Отображение списка срабатываний РЗА и отключений выключателей займет определенное время и мало поможет анализу (список достаточно длинный).

Интеллектуальный агент ИДС «Анализ» дает исчерпывающее технологическое описание ситуации абсолютно понятное диспетчеру (рис.7). Имел место отказ линейного выключателя при отсутствии (или выводе из работы) соответствующего УРОВ. Результаты анализа можно представить с помощью специальных обозначений на отображаемой схеме, но, поскольку нежелательно использовать новые, непривычные диспетчеру, обозначения, текстовое описание ситуации предпочтительнее.

В ИДС база знаний о топологии расширена – добавлена информация об РЗА (локализация, вид, защищаемое оборудование, ступени, воздействия на выключатели), а в оперативную базу данных добавлена информация о срабатываниях РЗА.

В Состав Советчика может быть включена задача составления Плана послеаварийного восстановления нормальной схемы.

Интеллектуальный агент «Восстановление», алгоритм которого основан на соответствующих технологических инструкциях, автоматически в Советчике создает план восстановления. В общем случае при определении траектории восстановления учитываются имеющиеся ремонты оборудования и их время аварийной готовности АГ при необходимости свернуть ремонтные работы.

2.6. ВЫВОДЫ к главе 2

Для обеспечения качественной информационной поддержки диспетчерских решений в аварийных и нештатных ситуациях настоятельно необходимо выполнять современные диспетчерские системы для диспетчерского управления электрическими сетями с использованием интеллектуальных агентов, построенных на основе технологии экспертных систем.

Необходимо обеспечить ввод в диспетчерскую систему достаточно полного объема телесигнализаций положения выключателей, а также данных о составе и срабатывании РЗА.

Разработан образец интеллектуальной диспетчерской системы для управления электрическими сетями.

Анализ нештатных ситуаций в интеллектуальных диспетчерских системах должен выполняться на двух уровнях: подстанционном (система ПАНС) и уровне электрической сети (система САНС).

Анализ нештатных ситуаций в сетевой интеллектуальной системе является основой для построения интеллектуальной системы – советчика диспетчера для предприятий электрических сетей.

Контрольные вопросы

1.Что такое интеллектуальные диспетчерские системы?

2. Назовите основные интеллектуальные функции диспетчерских информационных систем

3.Как использовать экспертные системы для реализации интеллектуальных функций информационных систем?

4.Что должна определять информационная система при анализе нештатных ситуаций в энергосистемах и электросетях?

5. Изобразите топологическую модель первичной сети для задач диспетчерского управления.

6. Изобразите логическую модель релейной защиты для задач диспетчерского анализа.

7.Каковы отличия подстанционного и сетевого уровня диспетчерского анализа?

8. Как в интеллектуальной системе определять отказы в отключении выключателей?

9. Как логически определить тип нарушения при отключении выключателя: отказ или «затяжка» в срабатывании?

10. Назовите функции «сетевой» системы анализа ситуации.

11.Каковы диспетчерские рассуждения в ситуации «дальнее резервирование»?

12. Назовите функции советчика диспетчера электросети на основе сетевой интеллектуальной системы анализа ситуаций.

Список тем для рефератов и докладов

1. Интеллектуальные диспетчерские системы.

2. Диспетчерский экспресс-анализ.