<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.22.20-27</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-925</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>AUTOMATION OF PROCESS CONTROL</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Синтез алгоритма управления генерирующим оборудованием тепловых электростанций на основе моделей системной динамики</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Synthesis of the Algorithm for Control of the Thermal Power Plant Generating Equipment Based on System Dynamics Models</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Фомин</surname><given-names>И. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Fomin</surname><given-names>I. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"/><bio xml:lang="en"><p>Fomin Igor N., PhD, Associate Professor </p><p>Saratov, 410054</p></bio><email xlink:type="simple">ignik16@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шульга</surname><given-names>Т. Э.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shulga</surname><given-names>T. E.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"/><bio xml:lang="en"><p>Saratov, 410054</p></bio><email xlink:type="simple">shulga@sstu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Иващенко</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ivaschenko</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>д-р техн. наук, проф.</p><p>г. Саратов </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Saratov, 410028</p></bio><email xlink:type="simple">iptmuran@san.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="en" id="aff-1"><institution>Yuri Gagarin State Technical University of Saratov (SSTU)</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Yuri Gagarin State Technical University of Saratov (SSTU)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт проблем точной механики и управления РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Precision Mechanics and Control of RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>19</day><month>11</month><year>2020</year></pub-date><volume>22</volume><issue>1</issue><fpage>20</fpage><lpage>27</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/925">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/925</self-uri><abstract><p>Рассматривается оригинальное решение по конструированию алгоритма подбора наиболее оптимальных технико-экономических показателей работы генерирующего оборудования тепловых электростанций с учетом требований оптового рынка электроэнергии, рынка на сутки вперед и балансирующего рынка. Для конструирования алгоритма управления генерирующим оборудованием деятельность генерирующей компании на оптовом рынке электроэнергии рассмотрена в терминах системной динамики. Предложенное решение позволило выбрать и интерпретировать переменные состояния модели, построить потоковые диаграммы, описывающие функционирование технико-экономической системы, визуализировать причинно-следственные отношения в форме структурированных функциональных зависимостей. В соответствии с нормами отраслевого законодательства и ранее проведенными научными исследованиями были определены самые важные параметры, формирующие потоки динамической технико-экономической системы, являющиеся по сути критериями оптимизации. На основе этого была выполнена потоковая стратификация производственных процессов генерирующих компаний и разработан комплекс математических моделей системной динамики для определения и планирования финансовой эффективности работы тепловых электростанций и генерирующих компаний. Определено множество системных связей и закономерностей функционирования абстрактных и реальных объектов рынка электроэнергии и генерирующих компаний, что позволило описать отраслевые особенности производственных процессов тепловых электростанций методом потоковой стратификации, визуализировать управляющие и управляемые воздействия на элементы системы, определить важнейшие критерии оптимальности с учетом требований энергетического рынка. Математический аппарат и алгоритм его функционирования разработан на основе орграфа причинно-следственных связей между исследуемыми технико-экономическими показателями. На основе графа взаимосвязей системных переменных построена система нелинейных дифференциальных уравнений, позволяющих определить плановые показатели эффективности при изменении различных технических и экономических условий. Новизной предложенного подхода является использование новых модельных решений, основанных на математическом аппарате системной динамики, для представления предложенной модели в системах имитационного моделирования, в отраслевых ERP- и MES-системах для разработки систем поддержки принятия решений.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article discusses an original solution for designing an algorithm for selecting the most optimal technical and economic indicators for the operation of generating equipment of thermal power plants, taking into account the requirements of the wholesale electricity market, the day-ahead market and the balancing market. To design an algorithm for controlling generating equipment, the activity of a generating company in the wholesale electricity market was considered in terms of system dynamics. The proposed solution made it possible to select and interpret the state variables of the model, build flow diagrams describing the functioning of a technical-economic system, and visualize cause-and-effect relationships in the form of structured functional dependencies. In this work according to the norms of industry legislation and previously conducted scientific research the most important parameters were identified that form the flows of a dynamic technical and economic system, which are optimization criteria in fact. On the basis of this data, a stream stratification of the production processes of generating companies was carried out and a complex of mathematical models of system dynamics was developed to determine and plan the financial efficiency of the operation of thermal power plants and generating companies. The mathematical apparatus and the algorithm of its functioning are developed on the basis of the digraph of cause-and-effect relationships between the investigated technical and economic indicators. On the basis of the graph of interrelationships of system variables, a system of nonlinear differential equations has been built, which makes it possible to determine planned performance indicators when various technical and economic conditions change. The novelty of the proposed approach is the use of new model solutions based on the mathematical apparatus of system dynamics to represent the proposed model in simulation systems, in industry ERP and MES systems, for the development of DDS.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>системная динамика</kwd><kwd>математическая модель</kwd><kwd>технико-экономические показатели</kwd><kwd>тепловые электростанции</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>system dynamics</kwd><kwd>mathematical model</kwd><kwd>technical and economic indicators</kwd><kwd>thermal power plant</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Рутковский Л. Методы и технологии искусственного интеллекта: Пер. с польск. М.: Горячая линия—Телеком, 2010. 520 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rutkovskij L. Methods and technologies of artificial intelligence, Moscow, Goryachaya liniya—Telekom, 2010, 520 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Егупов Н. Д. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления: Учебник / Под ред. Н. Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э Баумана, 2002. 744 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Egupov N. D. Robust, Methods of Neuro-Fuzzy and Adaptive Control: A Textbook, Moscow, MGTU, 2002, 744 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Правительство РФ, Постановление № 1172 от 27.12.2010 г., Об утверждении Правил оптового рынка электрической энергии и мощности и О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации по вопросам организации функционирования оптового рынка электрической энергии и мощности // Собрание законодательства РФ, 04.04.2011. № 14. С. 1916.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">The Government of the Russian Federation, Resolution No. 1172. December 27, 2010, On Approval of the Rules for the Wholesale Electricity and Capacity Market and on Amending Certain Acts of the Government of the Russian Federation on the Organization of the Operation of the Wholesale Electricity and Capacity Market, Sobranie zakonodatel`stva RF, 04.04.2011, no. 14, 744 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карманов В. С., Мошкин Б. Н., Секретарев Ю. А., Чекалина Т. В. Управление функционированием генерирующей компании с целью повышения энергоэффективности // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2013. № 4. С. 2—7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karmanov V. S., Moshkin B. N. Management of the operation of a generating company in order to improve energy efficiency, Elektro. Elektrotexnika, elektroenergetika, elektrotexnicheskaya promyshlennost, 2013, no. 4, pp. 2—7 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Фомин И. Н., Иващенко В. А., Шульга Т. Э. Математическая модель и алгоритм оперативного управления генерирующим оборудованием ТЭС // Прикладная информатика. 2018. Т. 13, № 3 (75). С. 24—34.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fomin I. N., Shulga T. E., Ivaschenko V. A. The Mathematical models and algorithms operational, control for equipment TPP, Prikladnaya informatika, Sinergiya, 2018, vol. 13, no. 3 (75), pp. 24—34 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Резчиков А. Ф., Митяшин Н. П., Кузьмиченко Б. М., Pябов О. Н., Карпук P. В. Многокритериальный выбор оборудования на основе нечеткой меры ценности критериев // Мехатроника, автоматизация и управление. 2010. № 1. С. 54—58.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rezchikov A. F., Mityashin N. P., Kuzmichenko B. M., Ryabov O. N., Karpuk R. V. Multi-criteria selection of equipment based on a fuzzy measure of criteria value, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2010, no. 1, pp. 54—58 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карманов В. С., Мошкин Б. Н., Секретарев Ю. А., Чекалина Т. В., Яковченко К. Н. Повышение энергетической эффективности генерирующей компании за счет выбора оптимальных режимов функционирования по критерию максимизации прибыли // Надежность и безопасность энергетики, 2013. № 20. С. 35—40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karmanov V. S., Moshkin B. N., Sekretarev Yu. A., Chekalina T. V., Yakovchenko K. N. Increasing the energy efficiency of a generating company by choosing optimal operating modes by the criterion of profit maximization, Nadezhnost i Bezopasnost Energetiki, 2013, no. 20, pp. 35—40 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия (индустриальная динамика). М.: Прогресс, 1971. 325 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Forrester J. Fundamentals of Enterprise Cybernetics (Industrial Dynamics), Moscow, Proress, 1971, 325 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Иващенко В. А. Аппаратно-программные средства построения систем автоматизированного управления электропотреблением промышленных предприятий // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. № 4 (26). С. 75—84.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ivashchenko V. A. Hardware and software for building automated power management systems for industrial enterprises, Vestnik Saratov State Technical University, 2007, no. 4 (26), pp. 75—84 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
