Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
ЖМАТОВ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ В ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ ИНТЕГРИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва 2012
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Московский государственный открытый университет имени В.С. Черномырдина (МГОУ имени В.С. Черномырдина).
Научный консультант: доктор технических наук, профессор Путилин Александр Борисович Официальные доктор технических наук оппоненты: Бахтадзе Наталья Николаевна, зав. лабораторией ИПУ РАН кандидат технических наук Созыкин Аркадий Андреевич инженер-программист ФБУ РостестМосква
Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт (МЭИ)
Защита состоится 24 декабря 2012 г. в 14 часов на заседании Диссертационного Совета №1 Д 002.226.01 Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН по адресу: 117997, Москва, ул. Профсоюзная, д.65. Телефон Совета (495) 334-93-29.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН.
Автореферат разослан л19 ноября 2012 г.
Ученый секретарь Диссертационного Совета Д 002.226.01, доктор технических наук В.К. Акинфиев
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В последнее время все более актуальной становится проблема контроля качества электроэнергии на предприятиях. Например, на производствах с непрерывным циклом даже незначительное отклонение параметров сети электроснабжения от норм приводит к браку целой партии товара и длительной процедуре запуска линии. На других производствах, таких как металлургические заводы, от качества электроэнергии напрямую зависит качество и состав получаемой продукции. Одна из наиболее часто встречающихся проблем сети - повышенное содержание гармонических составляющих тока и напряжения, которые являются следствием наличия нелинейной нагрузки, такой как дуговые печи и тиристорные преобразователи (инверторы, частотные приводы асинхронных двигателей, станки ЧПУ).
Повышенное содержание гармоник в сети может привести к перегреву трансформаторов, увеличению тока через емкостную нагрузку, ухудшению режима работы и перегреву двигателей.
Поэтому энергоаудитор, контролируя параметры качества электроэнергии (ПКЭ), должен иметь представление о причинах искажения сетевого напряжения. Для этого необходимо располагать эффективными методами идентификации и информационными инструментальными средствами для поддержки принятия решений при разработке мер по преодолению низкого качества электроэнергии. Такие меры позволяют детально исследовать и наглядно представлять результаты процессов изменения сетевого напряжения и тока при проявлении различных возмущений и влиянии их на управление технологическим оборудованием.
В настоящее время разрабатывается большое количество анализаторов качества электроэнергии, где основой программного обеспечения являются текстовые объектно-ориентированные среды разработки. Разрабатываемые в диссертации алгоритмы идентификации и имитационные модели для информационноуправляющей системы поддержки энергоаудитора позволяют повысить эффективность таких систем. Ключевым требованием этих систем является связка аппаратно-программного звена, выполняемая в реальном масштабе времени. Для разработки алгоритмов определения параметров качества электроэнергии используются методы графического программирования, позволяющие управлять потоком данных (DATA-FLOW). Такие быстродействующие алгоритмы предоставляют диспетчеру результат моделирования, позволяющий, в силу его аналитической представительности, максимально быстро сформировать решение по управлению, направленное на устранение отклонения от нормативного режима.
В диссертационной работе проведено исследование и разработан комплекс имитационных моделей для идентификации нелинейных искажений в однофазных и трехфазных электрических сетях и системах электроснабжения производственных помещений.
Представлены основные принципы разработки автоматизированных информационно-управляющих систем для анализа ПКЭ в режиме реального времени, что позволяет решить проблему контроля и управления в системах электроснабжения для принятия решений оператором (ЛПР), в частности, при выборе компенсирующих устройств.
Степень разработанности темы. Большой вклад в развитие теории идентификации и их применения в системах управления технологическими процессами внесли: Я.З. Цыпкин, Н.С. Райбман, Э.Л. Ицкович, И.И. Перельман, В.А. Лотоцкий. В области проектирования графических систем, основанных на потоках данных, успехов добились Д. Эдэмс, Д. Деннис, Д. Кодоски, В.С. Бурцев.
Для решения задач управления на всех уровнях:
проектирования (САПР), программируемых логических контроллеров Ч ПЛК, систем типа SCADA Ч Supervisory Control and Data Acquisition, DCS (Distributed Control Systems), систем оперативного управления производством Ч MES (Manufacturing Execution Systems), систем класса ERP (Enterprise Resource Planning) Ч планирование ресурсов предприятия или MRP, или MRP-II (Manufacturing Resource Planning) Ч планирование ресурсов производства, могут быть использованы одни и те же информационные массивы и применены идентичные алгоритмические средства. В настоящее время решение задач управления, идентификации и диагностики при комплексной автоматизации технологических процессов является необходимым условием обеспечения надежности, безопасности и конкурентоспособности производств.
Объект исследования: одно- и трехфазные электрические сети и системы электроснабжения производственных помещений, а также различные виды потребителей, работающих в нелинейном и импульсном режимах (импульсные блоки питания компьютерной техники, выпрямители промышленного назначения, приводы управления с трехфазным асинхронным двигателем, корпоративные информационные системы).
Цель работы: разработка методов идентификации нелинейных искажений в электрической сети и построение информационноуправляющей системы поддержки принятия решений для управления несинусоидальными и несимметричными режимами электрической сети 6-10 кВ в форме рекомендаций оператору для выбора компенсационных устройств при контроле качества электроснабжения.
Методы исследования. При решении поставленных в работе задач исследовались следующие методы: разработки имитационных моделей, идентификации, а также вычислительной математики и объектно-ориентированного программирования.
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработаны геометрические идентификационные модели параметров качества электроэнергии (ПКЭ);
разработаны имитационные модели нелинейных искажений по напряжению и току при контроле ПКЭ оператором;
разработаны имитационные модели ПКЭ при контроле качества электроэнергии в системах электроснабжения;
предложена методика выбора компенсационных устройств в ходе контроля качества сети электроснабжения оператором;
предложены принципы разработки систем поддержки принятия решений по управлению процедурами контроля качества электроэнергии на промышленных предприятиях.
Практическая ценность работы состоит в том, что в ней:
разработаны программные средства для идентификации ПКЭ в системах электроснабжения;
разработан комплекс имитационного моделирования для систем электроснабжения;
разработано прикладное программное средство Анализатор энергопотребления нелинейных нагрузок, свидетельство №2012611906[12];
разработан комплекс имитационных моделей в виде Лабораторного практикума по электротехнике и электронике, свидетельство № 2012614099 [13];
разработано прикладное программное обеспечение Анализатор параметров качества электроэнергии (AQEP), свидетельство №2012614098 [14].
Реализация и внедрение. На основе полученных в диссертационной работе научных результатов разработана информационная система поддержки принятия решений оператором при проведении энергетических обследований, а также выбор компенсационных устройств для повышения качества сети электроснабжения, которая внедрена:
в НОУ ВПО Московский институт энергобезопасности и энергосбережения в ходе выполнения НИР 44.41.лэнергоэффективность, и разработке адаптированного программного обеспечения, используемого в информационно-измерительной системе Энергоаудитор;
в ЗАО Электросеть при модернизации автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета;
в Военной академии РВСН имени Петра Великого в виде методических указаний по проведению энергетических обследований.
Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций, полученных в диссертации, подтверждается обоснованием постановок задач, формулировкой критериев согласно нормативным документам; имитационным моделированием, а также результатами внедрения методов, предложенных в диссертации, на практике. Достоверность новизны технического решения подтверждается авторскими свидетельствами на программы для ЭВМ, разработанными с участием автора.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях:
Развитие науки и образования (Москва, 2009); Развитие карьеры и образования 2009, 2010 (Москва), Студенческая наука (Москва, 2010);Всероссийская конференция по теоретическим основам проектирования и разработки распределенных информационных систем - ПРИС 2011 (Красноярск, 2011); X Международная научно-практическая конференция Инженерные, научные и образовательные приложения на базе технологий National Instruments - 2011 (Москва, 2011); Международная научно-методическая конференция Информатизация инженерного образования Ч ИНФОРИНО-2012 (Москва, 2012).
Публикации. По результатам исследований опубликовано научных работ, из них 4 статьи в реферируемом журнале, рекомендованном ВАК.
ичный вклад автора заключается в разработке методов идентификации нелинейных искажений в сети электроснабжения в виде геометрических моделей сфер. Также разработаны имитационные модели отклонении ПКЭ от заданных норм при построении информационно-управляющих комплексов поддержки принятия решений для систем электроснабжения. Выносимые на защиту научные положения, технические решения и результаты исследования разработаны автором лично.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и заключения, списка литературы, включающего 68 наименований. Объем диссертации составляет 1листа, в том числе 125 листов основного текста с 49 рисунками и таблицами. В приложении приведены документы о внедрении и практическом использовании результатов диссертации, а также авторские свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе представлено сравнительное исследование методов анализа показателей качества энергии при проведении энергосберегающих мероприятий в системах электроснабжения.
Методы оценки и нормы ПКЭ определяются Межгосударственным стандартом ГОСТ 13109-97. Рассмотрены принципы функционирования автоматизированных систем управления сложными объектами (АСУ СО), в частности, систем электроснабжения промышленных предприятий. Рассмотрены задачи идентификации, изложены базовые подходы к решению задач построения моделей при контроле качества сети электроснабжения.
Для поддержки управления в таких системах необходима информация о состоянии объекта управления, а также об окружающей среде. Эта информация формируется на основе измерения, передачи и обработки данных, с использованием каналов связи и вычислительных средств, которые являются элементами и подсистемами системы управления. Результаты этих исследований реализуются в виде информационных моделей, представляющих собой совокупность способов реализации информационных процессов при контроле качества электроэнергии.
Приведенный обзор анализаторов и регистраторов качества электроэнергии показал, что большая часть таких устройств зачастую не имеет встроенной системы поддержки принятия решений для энергоаудитора. В связи с выходом нового ГОСТ 54149-2010, который вводится с 1 января 2013 года взамен действующего ГОСТ 13109-97 (Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения), необходимо перестраивать существующие анализаторы качества электроэнергии в составе АИУС, или разрабатывать новое прикладное программное обеспечение. Поэтому актуальными являются задачи выявления отклонений от нормального режима в процессе контроля качества электроэнергии и разработки специализированных систем поддержки принятия решений энергоаудитором по демпфированию этих искажений в режиме реального функционирования.
Рассмотрим пример представления данных при мониторинге показателей системы электроснабжения, в качестве нагрузки которой выступают различные потребители производственных предприятий (выпрямители, асинхронные двигатели), а также влияние их на вносимые в сеть искажения. Одним из основных параметров при анализе сети является коэффициент искажения синусоидальности по напряжению KU, значения которого представлены в табл. 1.
NN Un Un n KU n 2 100% 100%, U1 Uном (1) где Un - действующее значение n-ой гармонической составляющей напряжения, В; n - порядок гармонической составляющей напряжения (рассматриваются только нечетные гармоники), N - порядок последней из учитываемых гармонических составляющих напряжения, стандартом устанавливается N =40; U1 - действующее значение напряжения основной частоты (в соответствии с ГОСТ 13109-97), В; Uном - номинальное значение напряжения сети (реальные данные).
Таблица 1. Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения Нормально допустимое Предельно допустимое значение значение при Uном кВ 0,38 6-20 35 110-330 0,38 6-20 35 110-3% 8,0 5,0 4,0 2,0 12,0 8,0 6,0 3,Во второй главе исследованы основные параметры сети электроснабжения и разработаны идентификационные модели нелинейных искажений.
В системе определены три различных вида электрических сигнала, которые поддаются регистрации и представляют собой триаду параметров (рис. 1).
QSt KU Q KP Qt QS KI Рис. 1. Триада сигналов электрической сети Qt - временной сигнал;
QS - пространственный сигнал;
QSt - пространственно-временной сигнал;
KU - коэффициент нелинейных искажений по напряжению;
KI - коэффициент нелинейных искажений по току;
KP - коэффициент мощности.
Рассмотренный в диссертационной работе метод представления информации в виде пространственно-временного сигнала является традиционным методом в теории информации, применяемый как к линейным, так и нелинейным системам.
Сигнал Qt отображает параметр Q только по координате t и является одномерным скалярным сигналом. Например, в качестве таких сигналов могут быть рассмотрены напряжения U(t) и токи I(t) - как функции времени. Фактически, этих величин достаточно для решения широкого спектра задач измерения, сбора и обработки данных при построении системы.
Сигнал Qt неизбежно сопровождается помехой, что приводит к потере информации.
Сигнал QS представляет информацию о форме или структурных характеристиках при передаче сигнала, условно зафиксированного в пространстве в каждый фиксированный момент времени t. QS - это сигнал, показывающий форму, образованную пространственно-распределенными сигналами, и определяемый вектором в трехмерном пространстве QS(KU, KI, KP ).
Вследствие чего сигнал QSt может рассматриваться как композиция пространственных характеристик трехмерного пространства KU, KI, KP и времени t. Таким образом, получаем трехмерное пространство во временной области. В K KU (t), KI (t), KP (t) качестве QSt будем рассматривать значения коэффициентов нелинейных искажений напряжений и токов, а также коэффициент мощности.
Далее во второй главе представлена разработанная автором геометрическая модель пространственных сигналов для каждого фиксированного момента времени t. Характеристика (отклонение от заданных параметров при наличии нелинейных искажений) определяется только формой. В качестве эталона можно взять любую форму (вид) геометрической фигуры. В свою очередь, выбор формы фигуры будет зависеть от количества входных данных при решении задач мониторинга и преобразования физических величин. Сигналы, снятые с первичных преобразователей информации преобразуются в электрические параметры. Такими ПКЭ будем считать коэффициенты несимметрии по напряжению KU и току KI, а также коэффициент мощности Kр. За основу (эталон) возьмем трехмерную геометрическую модель сферы.
Представим параметрическое уравнение сферы в виде системы уравнений:
x x0 R1 sin cos y y0 R2 sin sin, (2) z z0 R3 cos где [ / 2, / 2) и [0, 2 );
nn Ui2 Ii2 P R1 i 2 ; R2 i 2 ; RU1 I1 S (3) Тогда параметр QS представим из (2) и (3) в виде трех систем уравнений в основе параметрического уравнения сферы:
n [ / 2, / 2);
U i [0, 2 );
KU1 x0 i 2 sin cos 1 U (1) f (KIn ) (KU1, KU2, KU3);
n U KUn [5,12);
i (4) QS(KUn ) KU2 y0 i 2 sin sin 1 x0, y0, z0 - центр сферы;
U (1) n i 1,n U i KU3 z0 i 2 cos U n I i KI1 x0 i 2 sin cos 2 I (1) [ / 2, / 2);
n [0, 2 );
I i (5) QS(KIm ) KI2 y0 i 2 sin sin f (KIm ) (KI1, KI2, KI3);
2 I n KIm 1, n I i KI3 z0 i 2 cos I [ / 2, / 2);
PKP1 x0 sin cos [0, 2 );
S1 3 Pf (KPk ) (KP1, KP2, KP3);
QS(KPk ) KP2 y0 sin sin (6) S2 3 KPk [0.33,1] PKP3 z0 cos S3 Далее во второй главе представлен подход к созданию информационно-управляющей системы принятия решений контроля и управления ПКЭ на основе разработанных идентификационных моделей. Система позволяет анализировать влияние нелинейных искажений на качество электроснабжения и определять оптимальный выбор компенсирующих устройств.
Особенность системы состоит в том, что она содержит комплекс идентификационных и имитационных моделей ПКЭ, на основе которых диспетчер принимает решение о корректировке режима сети с целью демпфировать возникающие искажения.
При разработке информационной системы принятия решений используются виртуальные приборы. Использование виртуальных приборов позволяет сократить время на разработку ПО и повысить надежность (эффективность) разрабатываемых алгоритмов, лежащих в основе графических блок-диаграмм (программного кода).
Действующее значение несинусоидального напряжения (или тока) определяется его среднеквадратическим (эффективным) значением за период:
T U u2 (t)dt, T T (7) I i2 (t)dt T Для приемников, работающих в несинусоидальном режиме, применяется понятие коэффициента мощности, который определяется как отношение активной мощности P к полной мощности S:
Pk P k KP cos 2 2 2 S U12 U2... UN I12 I2... IN (8) Блок идентификации в информационно-управляющей системе при контроле ПКЭ, показанный на рис. 2, предусматривает определение параметров системы (нелинейных искажений) путем анализа входных и выходных показателей напряжений в контролируемых узлах системы электроснабжения. Под идентификацией амплитудных искажений напряжений (токов) следует понимать определение наличия их параметрических признаков в электрической сети.
Нижний уровень Информационная Верхний уровень управления система верхнего уровня контроля управления качества электроэнергии Хранилище Обработка данных данных Генерация (съем) Анализ первичных Сбор, информации и пространственно- передача Идентифика предоставление временных данных ция рекомендаций для сигналов из сети (DAQ) Отображеэлектроснабжения ЛПР ние ПКЭ Имитацион ные модели Рис. 2. АИУС для контроля ПКЭ Информационная модель информационно-управляющей системы поддержки принятия решений (ИУСППР) оператором для идентификации ПКЭ, состоящая из ряда имитационных моделей приведена на рис. 3.
Имитационные модели разработаны для определения следующих ПКЭ:
действующих значений напряжений и тока, частоты основной гармоники сетевого напряжения;
потребленной активной, реактивной и полной электроэнергии;
коэффициента мощности;
фазового сдвига между напряжением и напряжением, током и током, напряжением и током в каждой фазе. Построение векторных диаграмм;
гармонических составляющих токов и напряжений в интервале до 50-й гармоники;
коэффициента нелинейных искажений по напряжению и току;
несимметрии напряжений по нулевой и обратной последовательности.
Расчет прямой, обратной и нулевой последовательности Определение активной мощности Определение реактивной мощности Расчет действующих Сеть значений напряжений и Учет электроснабжения токов, определение электроэнергии основной частоты Определения полной мощности Определение коэффициента мощности Расчет коэффициентов Расчет коэффициентов нелинейных нелинейных искажений искажений по по току (KI) напряжению (KU) ИДЕНТИФИКАТОР Определение фазового сдвига между первыми Расчет коэффициентов Построение векторных гармониками несимметрии диаграмм напряжений и токов Рис. 3. Информационная модель для контроля ПКЭ В третьей главе описана реализация построения аппаратной и программной составляющей информационно-управляющей системы для идентификации ПКЭ. Состав информационно-управляющей системы для идентификации ПКЭ включает аппаратные и программные средства, структура и взаимодействие которых, отражены на рис. 4.
Рассмотрим работу имитационной модели на примере определения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения KU.
Общепринятой мерой нелинейных искажений, согласно ГОСТ 13109-97, является коэффициент нелинейных искажений. Измерение коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения KU осуществляется для междуфазных напряжений. Для каждого i-го наблюдения за установленный период времени определяют действующие значения гармонических составляющих напряжения до 50-ой гармоники, согласно ГОСТ 15149-2010. При определении синусоидальности необходимо вычислить уровень напряжения отдельных гармоник.
Имитационные модели Определения частоты сети, действующих значений токов Электрическая и напряжений сеть Определения фазового сдвига между первыми гармониками Блок согласования напряжений и токов сигналов Устройство съема Определение гармонических первичного сигнала составляющих по напряжению и току Определение активной, Плата сбора данных реактивной и полной USB 60мощности Учет электроэнергии Драйвер DAQmx Расчета напряжения прямой, обратной и нулевой последовательности Прикладное ПО Модель Модель отклонения построения Предоставление основной векторных рекомендаций для частоты диаграмм ЛПР при контроле ПКЭ Идентификатор Диалоговый нелинейных интерфейс искажений Вывод и регистрация параметров ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Сохранение в MS Excel Р ис. 4. Структурная схема АИУС поддержки принятия решений На векторной диаграмме (рис. 5) показано потребляемое напряжение и ток из трехфазной сети асинхронным двигателем со следующими параметрами Uн = 380 В, Iн = 2,4 А, общей мощностью 0,75 кВт.
Поэтому если система электроснабжения носит индуктивный характер, необходимо использовать компенсационные установки, о чем свидетельствует всплывающее диалоговое окно. Система определяет необходимую реактивную составляющую для выбора компенсирующих устройств.
Рис. 5. Векторные диаграммы АИУС ППР При расчете компенсационных устройств реактивной мощности для производственных помещений используется база технологических знаний системы, из которой оператору предоставляется необходимый коэффициент мощности.
Весь процесс расчета необходимой реактивной мощности разделен на этапы: сбор и определение реактивной мощности системы электроснабжения в реальном времени; поиск элемента в массиве базы знаний реактивных составляющих, автоматический подбор коэффициента и расчет реактивной мощности для конденсаторной установки.
В четвертой главе приведены результаты анализа реальных ПКЭ: коэффициентов нелинейных искажений по напряжению (KU) и току (KI), а также коэффициентов мощности (Kp).
Из систем уравнений (4), (5) и (6) функцию QS, состоящую из коэффициентов KU, KI, KP, представим как систему уравнений в виде:
Ограничения на n U параметры модели i x x0 i 2 sin cos [ / 2, / 2);
U [0, 2 );
n KUm [5,12);
I i KIm 1,n;
QS(KUm, KIm, KPm ) y y0 i 2 sin sin (9) I 1 KPm [0.33,1];
P i 1,n z z0 cos S Критерии, накладывающие ограничения на модель регламентируются ГОСТ 13109-97. Коэффициент нелинейных искажений по напряжению KU составляет 8 %, коэффициент KP в электрических сетях напряжением до 35кВ в пределах 0,94-0,95, согласно приказу №49 Предельные значения коэффициента реактивной мощности министерства промышленности и энергетики РФ. Выходные ПКЭ в виде геометрической модели сферы состоят из триады коэффициентов KU, KI, KP.
Таким образом, алгоритм идентификации заключается в сравнении параметров геометрических моделей сфер: эталонной (без искажений) и реальной, что дает идентификатор. На вход имитационной модели и блок идентификации поступают одинаковые действующие значения напряжений и токов из сети электроснабжения, а коэффициенты нелинейных искажений KU, KI разные.
Рассмотрим систему электропотребления с асинхронным двигателем мощностью 0,75кВ. На рис. 6 визуально отражены изменения коэффициентов нелинейных искажений по напряжению и току, а также коэффициента мощности в сети электроснабжения.
а) до компенсации б) после компенсации Рис. 6. Геометрическая модель ПКЭ Введем степень отклонения (ед3) и рассчитаем объем тела вращения до компенсации V1 и после - V2:
V f (KU, KI, KP)dKUdKIdKP G (KU sin cos, KI sin sin, KP cos )r2 sin drd d (10) G Таким образом, на рис. 6 видно изменение объема геометрической сферы V2 на 4500 ед3. от нормы V1.
С использованием разработанной информационноуправляющей системы принятия решений выполнено обследование асинхронных двигателей, корпоративных информационных систем.
Опыт внедрения различных видов конденсаторных установок и фильтров гармоник показывает, что использование компенсирующих устройств различной конфигурации является оптимальным решением большинства проблем качества электроснабжения на предприятиях.
Если система электроснабжения носит индуктивный характер, необходимо использовать компенсационные установки. Этот вывод важен при принятии решения оператором при расчете компенсационных устройств реактивной мощности для производственных помещений.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Разработаны модели параметров качества электроэнергии (ПКЭ), получаемые на основе данных функционирования электрической сети в реальном времени в виде геометрической модели трехмерной сферы. Модели используются при определении отклонении коэффициентов нелинейных искажений по напряжению и току и коэффициента мощности от заданных норм.
2. Разработаны имитационные модели нелинейных искажений по напряжению и току при контроле ПКЭ оператором. Получено авторское свидетельство на программу для ЭВМ Анализатор энергопотребления нелинейных нагрузок.
3. Разработаны методы идентификации нелинейных искажений в сети электроснабжения с использованием геометрических моделей и имитационного моделирования.
4. Разработан комплекс моделей для определения ПКЭ в виде прикладного программного обеспечения. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ Анализатор параметров качества электроэнергии [14].
5. Предложена методика выбора компенсационных устройств в ходе контроля качества сети электроснабжения оператором.
6. Предложены принципы разработки систем поддержки принятия решений по управлению процедурами контроля качества электроэнергии на промышленных предприятиях. Выполнено исследование энергопотребления корпоративных информационных систем, электродвигателей.
7. Разработанная информационно-управляющая система поддержки принятия решений оператором при контроле ПКЭ внедрена: в ЗАО Электросеть при модернизации автоматизированной информационно-измерительной системы коммерческого учета, что позволило повысить качество проектирования и эффективность проведения энергетических обследований на 15%, а также уменьшить нагрузку на операторов при контроле качества электроэнергии; в НОУ ВПО Московский институт энергобезопасности и энергосбережения при разработке адаптированного программного обеспечения, используемого в информационно-измерительной системе Энергоаудитор.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикаций результатов диссертационных работ:
1. Белов Н.В., Жматов Д.В.. Применение и адаптация в учебном процессе виртуальных лабораторных работ по электротехнике. // Энергобезопасность и энергосбережение. - М.: ПТФ-МИЭЭ, 2010. - № 3. - С. 38 - 39.
2. Белов Н.В., Жматов Д.В. Применение и адаптация в учебном процессе виртуальных лабораторных работ по электронике.
// Энергобезопасность и энергосбережение. - М.: ПТФ-МИЭЭ, 2011.
- № 2. - С. 46 - 48.
3. Черемухин В.Е., Белов Н.В., Жматов Д.В. Информационноизмерительный комплекс для анализа параметров сети электроснабжения. // Энергобезопасность и энергосбережение. - М.: ПТФ-МИЭЭ, 2012 - №1. - С. 39 - 43.
4. Жматов Д.В., Белов Н.В. Виртуальные преобразователи информации в цифровой электронике. // Энергобезопасность и энергосбережение. - М.: ПТФ-МИЭЭ, 2012 - №2. - С. 44 - 48.
Работы, опубликованные в сборниках межвузовских, всероссийских и международных научно-практических конференциях 5. Васильев В.В., Жматов Д.В. Разработка программы расчета нагрева частично затененного фотопреобразователя солнечной батареи космического аппарата. // Развитие науки и образования:
Материалы студенческой научно-практической конференции. - М.: Изд-во МГОУ, 2010 ЦС. 367 - 377 - ISBN 978-5-7045-0937-6. Жматов Д.В. Континуальные системы обработки информации. // МГОУ-XXI-Новые технологи: Информатика. - М.: Изд-во МГОУ, 2010. - № 2. - С. 27 - 29.
7. Жматов Д.В. Разработка программы расчета нагрева частично затененного фотопреобразователя солнечной батареи космического аппарата. // МГОУ-XXI-Новые технологи:
Информатика. - М.: Изд-во МГОУ, 2010. - № 3 - 4. - С. 40 - 44.
8. Путилин А.Б., Жматов Д.В. Методы графического программирования при создании систем моделирования. // Развитие карьеры и образования: материалы студенческой научнопрактической конференции. - М.: Изд-во МГОУ, 2011 ЦС. 136 - 143 - ISBN 978-5-7045-1042-9. Путилин А.Б., Жматов Д.В. Геометрическая интерпретация пространственно-временных сигналов при анализе энергосети. // Перспективные технологии в разработке информационных систем. IХ Всероссийская конференция по теоретическим основам проектирования и разработки распределенных информационных систем (ПРИС-2011): Материалы заочной конференции. - Красноярск: ООО Формат, 2011. - С. 3 - 10.
10. Жматов Д.В., Черемухин В.Е. Информационноизмерительный комплекс для анализа и регистрации параметров сети электроснабжения. // Инженерные, научные и образовательные приложения на базе технологии National Instruments - 2011: Сборник трудов X международной научно-практической конференции. - М.: ДМК-пресс, 2011. - С. 203 - 205.
11. Жматов Д.В. Информационно-измерительная система для анализа энергопотребления нелинейных нагрузок.// Труды Международной научно-методической конференции Информатизация инженерного образования - ИНФОРИНО-2012. - М.: Издво МЭИ, 2012. - 552 с.: ил. - ISBN 978-5-383-00747-Регистрация программ для ЭВМ 12. Жматов Д.В., Черемухин В.Е. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012611906.
Анализатор энергопотребления нелинейных нагрузок. Роспатент, 20.02.2012 г.
13. Жматов Д.В., Белов Н.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012614099.
Лабораторный практикум по электротехнике и электронике.
Роспатент, 04.05.2012 г.
14. Жматов Д.В., Черемухин В.Е. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012614098.
Анализатор параметров качества электроэнергии (AQEP).
Роспатент, 04.05.2012 г.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям