Реферат
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Автоматизированное управление гидроагрегатами. Постановка задачи
7
1.1 Автоматизированные системы управления в гидроэнергетике 7
1.2 Система управления гидрогенераторами на ГЭС 11
1.2.1 Машинный зал и гидрогенераторы 11
1.2.2 Автоматизированная система управления ГЭС 11
1.3 Постановка задачи 11
1.3.1 Цель работы 11
1.3.2 Основные задачи 11
1.3.3 Исходные данные 12
1.3.4 Планируемые результаты 13
1.3.5 Программное обеспечения для компьютерного эксперимента 13
2 Управление гидроагрегатом с запаздыванием на основе его
эксплуатационного состояния 14
2.1 Основные принципы и математическая модель управления
гидроагрегатами с учетом их эксплуатационного состояния 14
2.1.1 Особенности процесса управления гидроагрегатом 14
2.1.2 Символическое описание процесса управления гидроагрегатом 16
2.2 Модель управления с запаздыванием 18
2.2.1 Параметры эксплуатационного состояния 18
2.2.2 Функции принадлежности 18
2.2.3 Моделирование текущих оценок и результирующей оценки агрегата 18
2.2.4 Моделирование превентивного управления 18
2.3 Разработка схемы управления с запаздыванием 18
2.3.1 Общая схема управления с запаздыванием 18
2.3.2 Компьютерное моделирование процесса управления 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
Список использованных источников 29
В настоящее время, автоматизированные системы управления играют очень большую роль в производстве любой промышленной продукции, будь то самолёты, автомобили, бытовая техника, и другие технические средства. Автоматизированные системы управления так же применяются на объектах разного рода, таких как тепловые, атомные электростанции и гидроэлектростанции.
Гидроэлектростанция сегодня - это система гидротехнических сооружений и различного оборудования для преобразования потенциальной энергии водного потока в электрическую энергию. Значимым преимуществом гидроэлектростанций в этой системе является их возможность в короткие сроки выходить на полную мощность. Поэтому гидроэлектростанции работают в обычном режиме даже в высочайшей точке графика нагрузки системы. Постоянный характер динамичности ситуаций на ГЭС всегда приводит к необходимости повышать адаптационные свойства моделей управления в данной системе. В процессе управления и контроля различными режимами работы ГЭС необходимо вычисление экономических и надежностных параметров эксплуатационной надежности используемых агрегатов. Такая задача носит многоцелевой характер. Поэтому вопросам, связанным с управлением гидроэлектростанцией, уделяется довольно значительное внимание.
Управление на гидроэлектростанциях полностью автоматизировано. Автоматизация обеспечивает более эффективное использование энергоресурсов за счет поддержания заданного режима работы ГЭС с более высокой точностью, выбора оптимального для данного режима количества работающих агрегатов и более практичного распределения нагрузки между ними. Эффективность использования энергоресурсов может быть повышена также за счет увеличения скорости процессов управления агрегатами и их дополнительного оборудования. Автоматизация управления дополнительных механизмов ГЭС позволяет избегать их работы вхолостую и тем самым уменьша- 4
ет расход энергии на собственные нужды. Непрекращающийся автоматический контроль состояния работающего оборудования и гидросооружений ГЭС позволяет в короткие сроки обнаружить какие-либо отклонения режима их работы от нормального и принять нужные для этого меры. А именно, такой контроль позволяет включать резервные механизмы, подавать предупреждающие сигналы на неисправное оборудование, а при необходимости и вовсе отключать оборудование от работы.
Данная выпускная работа посвящена вопросам управления гидроагрегатами с учетом их эксплуатационного состояния. Целью данной работы является разработка математической модели управления гидроагрегатом с запаздыванием на основе оценки его эксплуатационного состояния для повышения надежности его работы.
Такие разработки стали особенно актуальными после аварии на СаяноШушенской ГЭС ввиду серьезных последствий аварий на гидроагрегатах вплоть до человеческих жертв [18].
Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи:
• разработать правила принятия решений на базе оценки эксплуатационной надежности;
• разработать критерий и математическую модель управления на основе классической схемы управления с чистым запаздыванием;
• разработать общую схему управления гидроагрегатом на основе оценки его эксплуатационной надежности.
Работа состоит из введения, двух разделов, заключения и списка использованных источников. В первом разделе дается анализ существующих автоматизированных систем управления в гидроэнергетике, в том числе на Красноярской ГЭС, и обсуждается постановка задачи. Второй раздел посвящен построению математической модели управления гидроагрегатами с учетом их эксплуатационного состояния. В данном разделе обсуждаются основные принципы управления гидроагрегатами в условиях нечетко заданной информации, математическая модель превентивного управления с запаздыванием и результаты имитационного моделирования процесса в SimlnTech.
Работа оформлена в соответствии с общими требованиями к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности в Сибирском федеральном университете [17].
В данной работе был изучен принцип работы гидроагрегатов на гидроэлектростанции и методика оценки эксплуатационной надежности гидроагрегатов на основе теории нечетких множеств и решены следующие задачи:
• с помощью данной методики была составлена математическая модель управления гидроагрегатами с чистым запаздыванием;
• построено решение задачи управления,;
• составлена общая схема управления гидроагрегатом с учётом чистого запаздывания.
• создана и протестирована функциональная модель управления гидроагрегатом в программе SimlnTech, с превентивным управлением, позволившим системе работать непрерывно и в автоматическом режиме регулировать параметры, которые находились на границе неустойчивости и могли привести систему в аварийный режим.
