Синтез алгоритма управления генерирующим оборудованием тепловых электростанций на основе моделей системной динамики

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.

1. Рутковский Л. Методы и технологии искусственного интеллекта: Пер. с польск. М.: Горячая линия—Телеком, 2010. 520 с.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия (индустриальная динамика). М.: Прогресс, 1971. 325 с.

9. Иващенко В. А. Аппаратно-программные средства построения систем автоматизированного управления электропотреблением промышленных предприятий // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2007. № 4 (26). С. 75—84.