Разработка элементов имитационной модели влияния погодных факторов на эффективность работы передающей энергосистемы

Вид работы: Проект

Тема: Разработка элементов имитационной модели влияния погодных факторов на эффективность работы передающей энергосистемы

Обоснование актуальности проблемной области

Электроэнергетика — ведущая отрасль экономики, включающая в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства, передачи, сбыта и потребления электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления и сервиса производственной инфраструктуры. Режим работы электроэнергетической системы определяется, в основном, двумя факторами: проектными технологическими нормами производства и передачи электроэнергии, потребностями в электроэнергии, а также текущими гидрометеорологическими условиями.

Электроэнергетика — крайне чувствительный к погодным воздействиям вид экономической деятельности. Для воздушных линий электропередач (ВЛ) особую угрозу представляют различные виды атмосферных нагрузок и воздействий (ветровые, гололедно- изморозевые отложения, температурные воздействия и др.). Так, согласно Положению, об экспертной системе контроля и оценки состояния и условий эксплуатации воздушных линий электропередачи 110 кВ и выше (РД 153-34.3-20.524-00) на долю природно-климатических факторов приходится около 30% всех аварий на ВЛ, что значительно превышает другие факторы воздействия на объекты электроэнергетики (недостатки эксплуатации и ремонта (25%), механические повреждения (21%), ошибки и дефекты проектирования и монтажа (15%). Только в 2008 г. организациями Росгидромета были предоставлены 223 справки для подтверждения аварий на ВЛ. Специализированная гидрометеорологическая информация (СГМИ) и заблаговременные предупреждения позволяют уменьшить убытки при наступлении неблагоприятных и опасных гидрометеорологических явлений и оптимизировать производственные процессы.

В последние годы единая организационная структура электроэнергетики стала объектом кардинального реформирования. В результате реструктуризации отрасли появились территориально-распределенные структуры и организации, специализирующиеся на одном или нескольких видах производственной деятельности: генерация, распределение и сбыт электроэнергии. К настоящему времени из РАО ЕЭС выделены ОАО «Системный оператор» (СО), ОАО «Федеральная сетевая компания ЕЭС» (ФСК), ОАО «Русгидро» (РусГидро), генерирующие компании оптового рынка (ОГК), территориальные генерирующие компании (ТГК), ОАО «МРСК Холдинг» (МРСК), ОАО «ИнтерРАО». Помимо вертикально выстроенных компаний в отрасли имеется значительное количество малых и средних предприятий, осуществляющих деятельность по сбыту электроэнергии конечным потребителям, ремонту производственной инфраструктуры и иным сервисным услугам. Таким образом, в электроэнергетике сформировались сегментные группы пользователей гидрометеорологической информации с существенно отличающимися потребностями в специализированном гидрометеорологическом обеспечении (СГМО).

Одной из важнейших государственных задач развития энергетики в стране является повышение энергоэффективности отрасли и расширение использования возобновляемых источников энергии. Решению этих задач отрасли может способствовать существенное расширение использования специализированной гидрометеорологической информации на предприятиях электроэнергетики.

Основной задачей настоящего проекта явилась разработка методологии оценки экономических последствий воздействия неблагоприятных погодных явлений на объекты электроэнергетики и проведение ранжирования неблагоприятных погодных условий по степени негативного влияния. При этом основной акцент сделан на транспортировку электроэнергии как производственного цикла, наиболее подверженного воздействию погодных факторов.

Описание объекта моделирования

При разработке методологии оценки экономических последствий воздействия погодных условий на объекты энергетики использовались следующие источники информации:

1. Результаты маркетингового исследования 2009 г.
2. Сведения Росгидромета об ОЯ на территории РФ, нанесших ущерб, за 2005-2009 гг.
3. Ежедневные сводки МЧС о ситуации в России за 2005 — 2009 гг.
4. Отечественные и зарубежные исследования погодозависимости энергетики

Качественная и количественная характеристика погодозависимости организаций энергетики разного типа была получена в результате проведенного в масштабах всей страны маркетингового исследования в 2009 г. В ходе исследования были изучены потребности энергетики в гидрометеорологической информации. Основным методическим инструментом исследования являлось проведение анкетирования организаций Росгидромета и предприятий электроэнергетики, а также статистическая и эконометрическая обработка анкетных данных. Для этого была разработана анкета, которая включала сбор следующей информации:

• сведений о видах производственной деятельности, подверженных воздействию опасных природных процессов и явлений;
• степени влияния погодных факторов на отдельные виды производственной деятельности;
• оценки полезности адресной гидрометеорологической информации;
• потребности пользователей в расширении представления специализированной информации и востребованности отдельных ее видов. Проблема анализа работы производственных систем, прогнозирования показателей их работы и эффективного управления является весьма актуальной. Решение этой проблемы во многом связано с разработкой эффективных методов имитационного моделирования. Это мощные универсальные методы исследования и оценки эффективности систем, поведение которых зависит от многих факторов, в том числе от случайных.
• Однако широкое применение имитационных моделей (в дальнейшем ИМ) сдерживается из-за значительной трудоёмкости разрабатываемых ИМ в условиях ограниченных временных и денежных ресурсов. В то же время они должны обладать способностью адаптироваться к изменяющимся условиям с достаточно высокими показателями надежности и точности расчетов.
• Нередко в существующих моделях производственная система рассматривается как «чёрный ящик», без отображения внутренних процессов. Основное внимание уделено получению взаимосвязей между входными и выходными параметрами. В последнем случае модель базируется в основном на анализе статистической информации, что нередко приводит к появлению существенных ошибок в расчетах.
• Если данный подход может в какой-то мере удовлетворить разработчиков в условиях стабильной работы предприятий, то при возникновении различных отклонений от стабильной работы эти модели становятся малопригодными для применения. Речь идёт о влиянии, например, таких факторов, как несвоевременная поставка материалов и комплектующих изделий, энергоресурсов, повышение цен на эти виды поставок, капитальные затраты на модернизацию производства, изменение кадрового состав и уровня их зарплаты, изменение затрат на социальные нужды, изменение условий кредитования и т.д.
• Одним из перспективных путей при решении проблемы является переход от моделирования по статистическим данным к моделям «от рабочего места к верхнему уровню» (предприятию, отрасли, региону).
• Целевое назначение модели

Для снижения трудоёмкости разрабатываемых моделей в последнее время предприняты определённые шаги. Появились графические языки моделирования типа унифицированного, стандартного языка UML, системы автоматизированного программирования (например, Rational Rose, Star UML и др.), методы формирования моделей на основе объектно-ориентированного проектирования и программирования и т. д. Но, несмотря на отмеченные положительные моменты, трудности при решении данной проблемы остаются весьма значительными. Необходимо предпринять качественно новые шаги, которые могли бы существенным образом изменить ситуацию в лучшую сторону.

• Данная работа направлена на поиск новых путей повышения эффективности разрабатываемых моделей, во многом определяющих эффективность деятельности производственных систем. Основное внимание в этих предложениях уделено повышению степени абстрагирования и типизации разрабатываемых моделей, т.е. разработке, имитационных абстрактных моделей, как инструмента для реализации поставленных целей.
• Имитационные абстрактные модели — это модели, с помощью которых осуществляется типизация в описании объектов и их свойств, взаимосвязей между ними, структурных особенностей на каждой ступени иерархии и в системе в целом в соответствии с поставленной целью. При этом достигается существенное упрощение модели при описании технологических процессов и одновременно сохраняется принцип имитации основных особенностей систем, влияющих на конечный результат.
• Сложность имитационных моделей во многом зависит от их целевого назначения. В одних случаях требуется разрабатывать модели, полностью имитирующие процессы, происходящие в системах без учёта затрат времени.
• Во многих же случаях, наряду с определением последовательности выполнения операций, необходимо определять временные и финансовые затраты. Здесь временной фактор играет решающую роль при моделировании процессов. Он отражает динамику производственных процессов, что важно при управлении предприятиями для повышения эффективности их работы.
• В данной работе рассмотрен ряд положений, которые, на наш взгляд, могли бы способствовать повышению эффективности имитационных моделей, снижению трудоёмкости и стоимости их разработки.
• Известно, что каждое предприятие выполняет разные стороны деятельности. Это производственная деятельность, деятельность по подготовке производства, экономическая, маркетинговая, административно-хозяйственная и др. виды деятельности. Конечно, производственная деятельность предприятий является основной и определяет другие виды деятельности. Поэтому имитационные модели должны отражать прежде всего основную деятельность предприятий.
• При моделировании работы предприятий необходимо учитывать их иерархические структуры, например, участок, цех, предприятие. А при достижении стратегических целей моделирования работы более крупных систем (город, отрасль, регион) их структурные особенности оказывают ещё большее влияние на формирование моделей. Это создаёт дополнительные трудности формирования моделей.
• Ниже представлены некоторые особенности описания в моделях элементов иерархической цепочки «от рабочего места к верхним ступеням».
• Рабочее место — это основное или вспомогательное средство, участвующее в цикле выполнения одной или нескольких технологических операций, от которого зависит время выполнения цикла. Оно может быть представлено идентификационным номером и временем цикла выполнения операций для изделий конкретной номенклатуры, параметрами надёжности. Нет смысла имитировать в модели выполнение отдельных элементов операций. Достаточно ввести величину времени цикла в соответствии с циклограммой работы данного рабочего места, которая, как правило, рассчитывается технологом. На многих рабочих местах имеются накопительные устройства для компенсации внецикловых потерь времени. Их влияние на работу агрегатов существенно и должно учитываться при работе участка.
• Производственный участок состоит из набора рабочих мест, на котором выполняются операции определённой технологической направленности.

Прикрепленные файлы:

e04ff33c4cc95546