Системной автоматики

В соответствии с ГОСТ 23501.001—83 САПР определена как организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации, и выполняющая автоматизированное проектирование. Из этого определения следует, что для САПР характерна реализация системного подхода к процессу проектирования. Это подтверждается сформировавшейся идеологией создания и функционированием промышленных САПР. Специфической задачей системного подхода является выражение принципов, понятий и методов системных исследований на уровне общенаучной методологии. Системный подход в его современном виде, как никакой другой, позволяет органически соединить анализ и синтез, качественные и количественные методы исследования. Являясь качестн;енно более высоким, нежели просто предметный способ исследования, системный подход представляет собой переход от познания отдельного к общему, от однозначного к многозначному, от абстрактного к конкретному, от одномерного к многомерному, от линейного к нелинейному и т. д.

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.

Научные силы нашей страны всегда активно участвовали в процессе управления развитием энергетики, но степень их вовлечения в обоснование Энергетической программы СССР и последующие работы аналогичного характера представляется все же беспрецедентной. Поставленные перед энергетической наукой задачи потребовали проведения широчайших согласованных исследований, направленных на выявление и анализ объективных закономерностей и тенденций долгосрочного развития энергетического комплекса и составляющих его отраслевых и региональных систем. Лишь на такой основе можно было рассчитывать на выработку научно-обоснованных рекомендаций о наиболее целесообразных путях обеспечения народного хозяйства топливом и энергией в переходный период. Имеющийся к тому времени научно-исследовательский задел в области системных исследований в энергетике составил достаточно конструктивную базу для решения этих задач. Начиная с 60-х гг. в СССР бурно развивается экономико-математическое моделирование как новое средство исследования перспективного развития энергетики. В последующие годы модели постоянно расширялись и совершенствовались. В 1970-х годах был сделан следующий важный шаг — переход от разработки отдельных моделей к разработке их систем.

Постоянно раздвигались и содержательные границы системных исследований. Если первые работы касались лишь основных внутренних, в основном экономических, связей ЭК и некоторых его подсистем (в частности, электроэнергетических и газоснабжающих),; то в дальнейшем достаточно быстро системный подход был реализован применительно к вопросам развития всех без исключения отраслей, составляющих ЭК. его основных региональных подсистем (прежде всего Сибири, Казахстана, Дальнего Востока, Прибалтики) и крупных топливно-энергетических баз. С начала 70-х гг. успешно исследуются многообразные проявления народнохозяйственных связей энергетики, быстро развиваются исследования проблем надежности перспективного энергоснабжения и по учету условий последующего функционирования систем энергетики при планировании и прогнозировании их развития. В последние годы все более активным стало вмешательство исследователей в «расходную» часть 9K,j в том числе для решения проблем управления энергосбережением,; получили развитие работы по системной оценке различных направлений НТП в энергетике, успешно стартовали системные исследования экологических аспектов развития энергетики, где уже имеются интересные обещающие результаты.

развитие и углубление физико-технических основ системных исследований в энергетике как необходимой предпосылки к разработке адекватных практике методов управления НТП в производстве,; преобразовании, транспорте, использовании и сбережении топлива и энергии;

Данный список должен быть дополнен рядом других направлений развития системных исследований в энергетике, либо являющихся более традиционными, либо имеющих менее глобальный характер. Вместе взятые, они, по всей вероятности, в большой степени определят пути развития отечественной энергетической науки до конца тысячелетия.

Управление развитием ЭК должно вестись с учетом его внешних как экономических, так и природных связей (см. гл. 1). По ряду направлений системных исследований в энергетике, относящихся к первому типу связей, теоретические и методические разработки во многом доведены до уровня их практического использования. Аналогичные подходы к учету влияния ЭК на качество природной среды, потребления возобновляемых природных ресурсов, зачастую во многом определяющие не только выбор схемных и технологических решений, но и характер народнохозяйственных связей ЭК, нахо-

1. Теоретические основы системных исследований в энергетике/Под ред. Л. С. Беляева, Ю. Н. Руденко.— Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1986.- 334 с.

В моем представлении, интерес к монографии Л. С. Вартаза-ровой повышается еще и потому, что автор стремится изучать стоящие перед ним вопросы с позиции системного подхода, развивая применительно к своей теме основные положения системных исследований в энергетике. Такой достаточно новый подход к анализу развития энергетики мира следует только приветствовать. Представляется, что наибольший интерес вызывают следующие положения рассматриваемой монографии:

Обширность темы и особенно ограниченность отрезка времени, для которого характерно резкое изменение цен на нефть (что затрудняет многие аспекты прогноза развития мировой энергетики), делают некоторые положения монографии дискуссионными, ряд из них следует рассматривать как постановочные; не все разделы монографии равноценны. Однако в целом представляется, что монография Л. С. Вартазаровой будет воспринята с интересом широким кругом специалистов, работающих в области мировой энергетики, системных исследований в энергетике, планирования развития энергетики, а также в вузах, осуществляющих подготовку специалистов в области энергетики.

В соответствии со ставшей уже классической формулой Г. М. Кржижановского под энергетикой понимается совокупность процессов трансформации и передачи энергии от источников получения энергетических ресурсов до приемников энергии включительно. Современные научные представления о сложных развивающихся объектах делают правомочным и целесообразным рассмотрение энергетики как целостной иерархически построенной системы2. Общие и специфические свойства, которыми обладает эта система, позволяют, с одной стороны, отнести ее к определенному классу систем, а с другой — выделить энергетику как самостоятельный объект системных исследований.

смещение нейтрали в сетях 3 — 35 кВ, выбором режима нейтрали в сетях 110 — 220 кВ, установкой шунтирующих реакторов и системной автоматики, проведением схемных мероприятий в сетях 330 и 500 кВ, применением вентильных коммутационных разрядников и нелинейных ограничителей напряжения типа ОПН.

В 1929 г. после окончания МВТУ А. М. Федосеев был направлен в проектный отдел Энергостроя. Здесь он создал коллектив высококвалифицированных специалистов для проектирования и разработки релейной защиты и автоматики электрических станций, подстанций и сетей высокого напряжения (СРЗиУ), работой которого руководил более 35 лет в Теплоэлектропроекте, а затем в Энергосетьпроек-те. Там были заложены основы теории релейной защиты и системной автоматики, а впоследствии — устойчивости и моделирования. Под руководством А. М. Федосеева СРЗиУ ТЭП вскоре стал одним из основных научно-исследовательских центров Союза в области техники релейной защиты. В СРЗиУ разрабатывались и решались теоретические и практические задачи по созданию новых устройств релейной защиты, методов их расчета, был разработан комплекс устройств релейной защиты и автоматики для первой в Союзе электропередачи сверхвысокого напряжения.

32. Руководящие указания по релейной защите. Расчеты токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110—750 кВ. М.: Энергия, 1979. Вып. 11.

Измерение частоты производится при проверках и настройках реле частоты (в пределах 45—55 Гц) и высокочастотной аппаратуры каналов связи, устройств телемеханики и системной автоматики. Технические данные приборов, используемых при измерениях, приведены в [1].

1.19. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 11. Расчет токов короткого замыкания для релейной защиты и системной автоматики в сетях 110—750 кВ. М., 1979.

Современные энергетические системы состоят из множества элементов, влияющих друг на друга. Однако проектирование всей системы от шин электростанций до потребителя с учетом всех особенностей элементов и одновременным решением множества вопросов (выбора ступеней напряжений, схем станций и подстанций, релейной защиты и автоматики, регулирования режимов работы системы, перенапряжений и т. д.) нереально. Поэтому глобальную задачу необходимо разбить на ряд локальных сводящихся, к проектированию отдельных элементов системы: станций и подстанций, отдельных частей электрических сетей в зависимости от их назначения (районных, промышленных, городских и сельских); релейной защиты и системной автоматики и т. д. Не следует забывать, что это проектирование отдельных частей должно проводиться с учетом основных условий совместной работы элементов, влияющих на данную проектируемую часть системы.

5) комплексы устройств противоаварийной системной автоматики.

при возникающих эксплуатационных возмущениях (сброс и наброс нагрузки по разным причинам, короткие замыкания, неполнофазные режимы и т. п.) обеспечивается за счет ряда мероприятий, таких как правильный выбор параметров нормального режима с учетом характеристик генераторов; оснащение генераторов быстродействующими эффективными устройствами АРВ; установка быстродействующих устройств релейной защиты и системной автоматики; повышение быстродействия коммутационной аппаратуры; использование специальных устройств для повышения устойчивости (например, устройства динамического торможения); быстродействующее регулирование вращающего момента турбин. Различают статическую, синхронную динамическую и результирующую устойчивость работы генераторов и электростанций энергосистем (см. гл. 13).

Устройства автоматики можно разделить на две группы: устройства станционной автоматики и устройства системной автоматики.

также к порче дорогостоящего оборудования. Системные аварии, как правило, возникают в результате развития мелких, локальных аварий (отказы отдельных видов оборудования) в аварии электростанций, узлов и частей системы и далее к авариям всей энергосистемы. Развитие аварий становится возможным при неправильной работе устройств релейной защиты и системной автоматики, при нечеткой и ошибочной работе дежурного эксплуатационного персонала электроустановок.

з) повышения качества и безотказности работы устройств релейной защиты и системной автоматики;