Автоматизація протиаварійного керування енергосистемою на основі логіко-імовірнісного моделювання надійності продукційними мережами петрі

АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОТИАВАРІЙНОГО КЕРУВАННЯ ЕНЕРГОСИСТЕМОЮ НА ОСНОВІ ЛОГІКО-ІМОВІРНІСНОГО МОДЕЛЮВАННЯ НАДІЙНОСТІ ПРОДУКЦІЙНИМИ МЕРЕЖАМИ ПЕТРІ

AUTOMATION OF EMERGENCY CONTROL OF THE POWER SYSTEM ON THE BASIS OF LOGICAL-PROBABILISTIC SIMULATION OF RELIABILITY BY PRODUCTION PETRI NETS

Сторінки: 71-77. Номер: №2, 2021 (295)
Автори:
І.А. КОТОВ
Криворізький національний університет
IHOR KOTOV
Kryvyi Rih National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2021-295-2-71-77
Рецензія/Peer review : 26.04.2021 р.
Надрукована/Printed : 02.06.2021 р.

Анотація мовою оригіналу

В роботі наведено результати досліджень методів побудови баз знань систем підтримки рішень диспетчерського керування системами електропостачання в кризових ситуаціях. Запропоновані моделі продукцій на основі мереж Петрі для оцінки параметрів надійності систем електропостачання. Реалізований алгоритм розрахунку параметрів надійності електричної мережі з використанням аналітичних матричних рівнянь мереж Петрі.
На основі отриманих моделей здійснена побудова інтелектуального програмного комплексу диспетчеризації з урахуванням показників надійності компонентів систем електропостачання. Застосований продукційний підхід подання знань як механізм формалізації ланцюгів відмов в схемах електропостачання, який реалізує кон’юнктивно-диз’юнктивні зв’язки висловлювань, асоційованих з відмовами.
Викладений підхід є однаковим і інваріантним по відношенню до предметних областей, що дозволяє будувати ефективні системи підтримки рішень в області оперативного протиаварійного керування енергетичною системою.
Ключові слова: продукція, надійність, автоматизація, ймовірність, відмова, схема, база знань.

Розширена анотація англійською мовою

The paper presents the results of research on methods for constructing knowledge bases of decision support systems for dispatch control of power supply systems in crisis situations. Models of products based on Petri nets are proposed for assessing the parameters of reliability of power supply systems. An algorithm for calculating the reliability parameters of the electrical network using analytical matrix equations of Petri nets has been implemented.
The work is devoted to the topical problem of intellectualization of power supply systems and means of automation of control of large power systems. The relevance of research in the field of building intelligent power systems is grounded. The basic requirements for the reliability of modern power supply systems are formulated. The concept of intellectualization of power systems and management of their reliability is a stable trend in the development of large energy systems and automated dispatch control systems. The solution to the problem lies in the implementation of intelligent decision support systems.
The main task of the work is to model the reliability of the power supply system in order to build an effective knowledge base about the parameters of the reliability of the power supply system. For this purpose, we use a probabilistic approach to assessing reliability. This approach is based on the concepts of the probability of failure-free operation and the probability of failure, which are expressed in terms of the failure rate.
On the basis of the obtained models, the construction of intelligent software systems for dispatching can be carried out taking into account the reliability indicators of the components of power supply systems. As a mechanism for formalizing failure circuits in power supply circuits, the production approach of knowledge representation is applied, which implements conjunctive-disjunctive connections of statements associated with failures.
The outlined approach is invariant in relation to subject areas, which makes it possible to build effective decision support systems in the field of operational emergency control of the energy system.
Keywords:  production rule, reliability, automation, probability, failure, diagram, knowledge base.

References

1. Fokin YU.A. Ehnergosberegayushchaya tekhnologiya ehlektrosnabzheniya narodnogo khozyajstva : v 5 kn. : prakt. posobie / pod red. V.A. Venikova. Kn. 3. Nadezhnost’ i ehffektivnost’ setej ehlektricheskikh sistem // YU.A. Fokin. M. : Vyssh. shk., 1989. – 151 s.
2. Kalentionok E.V. Operativnoe upravlenie v ehnergosistemakh : ucheb. posobie / pod obshch. red. V.T. Fedina. – Minsk : Vysh. shk., 2007. – 351 s.
3. D’yakov A.I. Dispetcherskoe upravlenie moshchnymi ehnergoob”edineniyami / D’yakov A.I., Okin A.A., Semenov V.L. – M. : Izdatel’skij dom MEHI, 1996. – 296 s.
4. Osak A.B. Metody monitoringa sostoyaniya EHEHS i ocenki rezhimnoj nadezhnosti po kriteriyu upravlyaemosti EHEHS / Osak A.B., Shalaginov A.I., Panaseckij D.A., Buzina E.YA. // Metodicheskie voprosy issledovaniya nadezhnosti bol’shikh sistem ehnergetiki. Vyp. 65. Nadezhnost’ liberalizovannykh sistem ehnergetiki / otv. red. I. Voropaj. – Irkutsk : ISEHM SO RAN, 2015. – S. 337–346.
5. Kurbackij V.G. Monitoring i ocenka rezhimnoj nadezhnosti EHEHS na baze algoritmov mashinnogo obucheniya / Kurbackij V.G., Tomin N.V. // Metodicheskie voprosy issledovaniya nadezhnosti bol’shikh sistem ehnergetiki. Vyp. 65. Nadezhnost’ liberalizovannykh sistem ehnergetiki / otv. red. N.I. Voropaj. – Irkutsk : ISEHM SO RAN, 2015. – S. 535–544.
6. Voropaj N.I. Ehnergeticheskaya bezopasnost’ – nadezhnost’ sistem ehnergetiki – nadezhnost’ ehnergosnabzheniya: sootnoshenie ponyatij i aspektov issledovaniya / Voropaj N.I., Krivoruckij L.D., Pyatkova N.I. i dr. // Metodicheskie voprosy issledovaniya nadezhnosti bol’shikh sistem ehnergetiki – Murmansk, 1996. – Vyp. 48: Aktual’nye problemy nadezhnosti sistem ehnergetiki v novykh usloviyakh – S. 74−80.
7. Manov N.A. Metody i modeli issledovaniya nadezhnosti ehlektroehnergeticheskikh sistem / Manov N.A., Khokhlov M.V. – Syktyvkar, 2010. – 292 s.
8. Billinton R. Ocenka nadezhnosti ehlektroehnergeticheskikh sistem / Billinton R., Allan R. ; per. s angl. – M. : Ehnergoatomizdat, 1988. – 288 s.
9. Nadezhnost’ sistem ehnergetiki i ikh oborudovaniya : spravochnik / pod red. YU.N. Rudenko. Tom. 1. Obshchie modeli analiza i sinteza nadezhnosti sistem ehnergetiki. – M. : Ehnergoatomizdat, 1994. – 480 s.
10. Fokin YU.A. Ocenka nadezhnosti sistem ehlektrosnabzheniya / Fokin YU.A., Tufanov V.A. – M. : Ehnergoizdat, 1981. – 224 s.
11. Stroganov A. Obzor programmnykh kompleksov po raschetu nadezhnosti slozhnykh tekhnicheskikh sistem / Stroganov A., Zhadnov V., Polesskij S. // Komponenty i tekhnologii. – 2007. – № 5. – S. 183–190.
12. Guk YU.B. Teoriya nadezhnosti v ehlektroehnergetike : ucheb. posobie dlya VUZov / Guk YU.B. : Ehnergoatomizdat. Leningr. Otd-ie, 1990. 208 s.
13. Fault tree-analysis (FTA) IEC 1025: 1990. Standart MEHK Analiz dereva nepoladok. SIF NTC PB-707. GOST R 51901.13-2005 (MEHK 61025:1990). Menedzhment riska. Analiz dereva nespravnostej, 1990.
14. Kotov I.A., Konstantinov G.V. Predstavlenie logicheskikh modelej prinyatiya reshenij v produkcionnykh ehkspertnykh sistemakh na osnove apparata setej / Petri Kotov I.A., Konstantinov G.V. // Razrabotka ruD¬nykh mestoroZH¬denij : nauchno-tekhnicheskij sbornik. – KrI¬voj Rog : KTU, 2008. – Vyp. 92. – S. 189–193.
15. Predstavlenie znanij v ehkspertnykh sistemakh / sost. V.A. Morozova, V.I. Pautov. – Ekaterinburg : Izd-vo Ural. un-ta, 2017. – 120 s.
16. Piterson Dzh. Teoriya setej Petri i modelirovanie sistem / Piterson Dzh. ; per. s angl.  M. : Mir, 1984. – 264 s.
17. Murata T. Petri Nets, Marked Graphs and Circuit-System Theory. IEEE Circuits and Systems Society Newsletter, 11. No. 3. 1977, p. 2–12.