Системами автоматического

В последнее время при управлении большими системами энергетики становится все более настоятельной потребность учитывать не только технические свойства самих энергетических систем, но и сложные связи энергетических систем с самыми различными системами или подсистемами, составляющими в совокупности единую глобальную систему функционирования. Многие функции управления системами возлагаются на различные автоматические устройства, имеющие большую скорость срабатывания и высокую чувствительность к изменениям условий работы системы.

В 1986—1987 гг. увидели свет первые две части трехтомного издания Сибирского энергетического института СО АН СССР. Первая часть «Теоретические основы системных исследований в энергетике» [1 ] посвящена общеметодологическим проблемам исследования систем энергетики. Во второй части «Методы исследования и управления системами энергетики» [2] освещен современный уровень разработанности подходов, методов и математических моделей — принципиальных средств системных исследований в энергетике,: предназначенных для решения различных задач управления развитием и функционированием систем энергетики* Цель предлагаемой монографии — «замкнуть» виток спирали теория — методы — практика...,з показав итоги исследования крупных меж- и внутриотраслевых проблем энергетики, к которым пришли представляемые авторами коллективы,; отталкиваясь от теоретических положений системных исследований в энергетике и используя разработанный методический и инструментальный аппарат.

2. Методы исследования и управления системами энергетики/Под ред. А. П. Меренкова, Ю. Н. Руденко.— Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1987.— 373 с.

Одной из важных областей современного международного разделения труда стала энергетика. Для СССР в настоящее время и, очевидно, в перспективе характерно развитие внешних связей общеэнергетической системы страны как с системами энергетики стран — членов СЭВ, так и с развитыми капиталистическими и развивающимися странами в виде международного обмена энергетическими ресурсами и энергетическим оборудованием. Поэтому внешние энергетические связи становятся существенным фактором в оценке долгосрочных перспектив развития энергетики СССР.

газо- и углеснабжающие; в стадии формирования находится ядерно-энергетическая система. Общеэнергетическая система страны в свою очередь является подсистемой единой системы народного хозяйства и в то же время обладает развитыми внешними (экспортно-импортными) связями с системами энергетики стран — членов СЭВ, ряда развитых капиталистических и развивающихся стран. Аналогичный процесс формирования больших систем энергетики происходит в странах социалистического содружества, а также в развитых капиталистических странах, однако для последних он характеризуется значительными противоречиями.

США). В то же время газоснабжающие системы имеют ряд совпадающих с другими системами энергетики характеристик. Как и нефтеснабжающие системы, их отличает несовпадение (хотя и в иных географических координатах) размещения основных ресурсов природного газа и центров его потребления, а также практическая однородность производимой продукции. Ограниченная транспортабельность природного газа определяет региональный характер развития газоснабжающих систем, присущий и углеснабжающим системам.

Развитие газоснабжающих систем отдельных стран и регионов определяется прежде всего особенностями их взаимодействия с другими большими системами энергетики. С этим связаны существенные различия в формировании и функционировании систем в США и странах Западной Европы. В США, обладающих собственными богатыми ресурсами природного газа, газоснабжающая система сформировалась в 40—50-х гг. в условиях конкуренции природного газа в основном с высококачественным углем, поскольку для американской нефтеснабжающей системы было характерно достаточно специализированное использование нефти преимущественно на транспорте и у децентрализованных потребителей жилищного и коммунально-бытового сектора. Этим определялись сферы проникновения природного газа в энергетический баланс США—он вытеснил каменный уголь главным образом из баланса таких потребителей, как промышленные печи, частично котельные и относительно мелкие потребители жилищного и коммунально-бытового сектора в достаточно крупных городах (см. 1-6). В то же время на электростанциях и в жилищном секторе районов коттеджной застройки природный газ конкурировал с жидким топливом, и поэтому доля этих потребителей в суммарном расходе природного газа в стране невелика.

Характерной особенностью развития больших систем энергетики в социалистических странах является перерастание их в единые для группы стран. Примером может служить объединенная электроэнергетическая система «Мир» стран — членов СЭВ. В современных условиях фактически можно говорить и о постепенной интеграции энергетических комплексов и общеэнергетических систем СССР и европейских стран — членов СЭВ. Объективную основу такой интеграции составляют: 1) в значительной мере общность ресурсной базы, ориентированной в отношении углеводородного топлива преимущественно на ресурсы Западной Сибири; 2) наличие достаточно тесного и расширяющегося взаимодействия между отдельными функциональными системами энергетики благодаря электроэнергетическим и трубопроводным связям (ЛЭП 750 кВ, нефтепровод «Дружба», газопровод «Союз»); 3) общность технической политики в области энергетики, определяемая практикой совместного сооружения крупных энергетических объектов; развитием кооперации в производстве оборудования для атомных электростанций; базированием современных крупных тепловых электростанций в странах — членах СЭВ в значительной мере на советском оборудовании и др.

Решение концептуальных задач в значительной степени опирается на решение исследовательских задач (см. с. ИЗ). Кроме того, при их решении во многом используются имеющийся опыт планирования развития и эксплуатации СЭ и как следствие - различного рода эвристические и неформальные соображения. По мере совершенствования структуры управления системами энергетики, вычислительных методов и средств управления, а также информационной и нормативной базы концепция решения проблемы надежности СЭ должна уточняться.

65. Методы исследования и управления системами энергетики / Л.С.Беляев, Н.И. Воро-пай, Ю.Д. Кононов и др. Новосибирск: Наука, 1987.

Большое количество элементов, составляющих СЭС современного предприятия, параметров и условий их функционирования образуют сложную своеобразную человеко-машинную систему, которую некоторые специалисты [7] предлагают называть большими системами энергетики (БСЭ), а некоторые - [25] - техноценозами. Несмотря на отсутствие единой общепринятой терминологии, большинство специалистов сходится во мнении, что современные СЭС (электрические хозяйства) предприятий характеризуются следующими основными признаками:

а также на осветитель. В результате их программированной работы на фотопленке последовательно засвечиваются все элементы ПП. Современные координатографы (табл. 9.4) снабжаются системами автоматического поддержания постоянного светового режима.

Для облегчения и ускорения поиска причины отказа ЭВМ снабжаются системами автоматического диагностирования неисправностей.

Для повышения точности стабилизации напряжения в систему гармонического компаундирования может быть введен корректор напряжения. Системы, в которых одновременно используются принципы регулирования по отклонению и по возмущению, называются комбинированными системами автоматического регулирования (КСАР). В КСАР основное регулирование осуществляет разомкнутый контур регулирования по главным

При автоматическом управлении все операции управления согласно требованиям технологического процесса осуществляются автоматически, а оператор подает только начальный импульс. Функции, выполняемые системами автоматического управления многообразны: пуск, торможение и реверсирование электродвигателя; регулирование скорости; управление по заданной программе; слежение за вводимыми в систему сигналами, произвольно изменяющимися во времени, и т. д.

Компенсационные стабилизаторы постоянных напряжения и тока. Эти стабилизаторы являются системами автоматического регулирования, в которых благодаря наличию отрицательной обратной связи обеспечивается постоянство напряжения и тока на нагрузочном устройстве с высокой степенью точности. Компенсационные стабилизаторы лишены недостатков, свойственных параметрическим стабилизаторам, что достигается усложнением их схем. В настоящее

— изменения электрических свойств цепей кабеля среди радиотрактов и аппаратуры уплотнения, которые недостаточно компенсируются системами автоматического регулирования уровня (АРУ);

К другой группе относятся ИИС, которые выполняют функции измерения и контроля параметров исследуемого объекта. Эти системы именуются системами автоматического контроля (САК).

Важнейшая характеристика ЦЭВМ — быстродействие, которое измеряется количеством операций, выполняемых процессором в течение одной секунды. Наибольшее значение этой характеристики для универсальной ЦЭВМ — около полумиллиарда операций в секунду, а при объединении нескольких ЦЭВМ в единый комплекс — миллиарды операций в секунду. Это поволяет решать задачи, которые раньше были практически неразрешимы из-за громоздкости вычислений, а также сопрягать ЦЭВМ с системами автоматического управления, работающими в реальном масштабе времени. Быстродействие типовых ЦЭВМ значительно ниже и составляет от десятков тысяч операций в секунду до миллиона.

г) повышения напряжения, возникающие при резких сбросах нагрузки, когда частота вращения машины возрастает при практически неизменном напряжении на обмотке возбуждения. У турбогенераторов имеются автоматы безопасности, полностью прекращающие впуск пара в турбину при увеличении частоты вращения агрегата на 10%. У гидрогенераторов регуляторы скорости не могут обеспечить быстрое закрытие направляющих аппаратов, поэтому при резком сбросе нагрузки частота вращения гидрогенератора может возрасти на 40—60%, а напряжение — на 30—50%. У турбогенераторов повышение напряжения ликвидируется системами автоматического регулирования скорости (АРС) и автоматического регулирования возбуждения (АРВ); на гидрогенераторах дополнительно устанавливается специальная релейная защита от повышения напряжения.

К другой группе относятся ИИС, которые выполняют функции измерения и контроля параметров исследуемого объекта. Эти системы именуются системами автоматического контроля (САК).

Достоинства, присущие асинхронной СУ, связаны с ее недостатками. Как и во всякой замкнутой системе регулирования, в асинхронной системе могут возникать колебания вырабатываемых ею углов управления относительно некоторого среднего значения. При незатухающем характере этих колебаний работа СУ неустойчива, использование такой СУ невозможно. Так, СУ 8.8, а неустойчива при а^п/2, т.е. в инверторном режиме. Обеспечение устойчивой работы СУ требует введения дополнительных элементов и усложнения СУ, а в ряде случаев достигается ценой ухудшения ряда показателей подобных систем. Аналогичные трудности возникают и при создании синхронных СУ с замкнутым контуром управления. Разрешение этих трудностей основывается на детальном анализе таких систем, являющихся нелинейными импульсными системами автоматического регулирования.