Войтецький І. Є. Удосконалення управління енергетичною установкою за допомогою модельно-орієнтованої системи підтримки прийняття рішень

Дисертація присвячена розробці удосконаленої автоматичної системи управління енергетичною установкою за рахунок введення в систему автоматичного управління модельно-орієнтованої інтелектуальної системи підтримки прийняття рішення для зниження аварійності внаслідок впливу "людського фактору".У першому розділі було проаналізовано склад, структури та можливості сучасних АСК енергетичною установкою з точки зору управління продуктивністю та безаварійністю відповідно до вимог з експлуатації суднових енергетичних установок на основі тих, що діють на суднах АСК та сучасних тенденцій до їх розвитку у таких виробників як SIEMENS та WOODWARD. Проаналізовано нормативні вимоги, які висунуті державними й міжнародними стандартами до суднових синхронних генераторних електроагрегатів змінного струму, що приводяться в обертання двигунами внутрішнього згоряння. Розглянуто основні причини аварій в енергетичних установках і вплив людського фактора на аварійність енергетичної установки та сучасні тенденції, пов'язані з дистанційним управлінням енергетичною установкою і концепція віртуального вахтового механіка. Також було розглянуто можливості застосування математичних моделей у складі автоматичної системи керування. У другому розділі було розроблено математичну модель автоматичної системи управління енергетичною установкою в перехідних і динамічних режимах, яка дала можливість оцінити якість перехідних процесів при дослідженні струмів, напруг, частоти обертання, активної і реактивної потужності в перехідних і динамічних режимах під час зміни режимів експлуатації. У третьому розділі розроблено структуру АСК з об'єктно-орієнтованою системою підтримки прийняття рішень. Обрано критерій для оцінки процесу включення генераторів в паралельну роботу. Запропоновані критерії дозволяють чисельно оцінити процес втягування генераторів в синхронізм. Визначено, що найбільш об'єктивним і зручним показником якості є площа під кривою частоти обертання ротора генератора. При застосуванні цього критерію частоту обертання можна не тільки розрахувати на моделі, а й виміряти на діючому агрегаті. Запропонований критерій дозволяє порівнювати між собою процеси включення в паралельну роботу, проводити оптимізацію конструктивних параметрів і способів управління синхронізацією генераторів. Уперше запропоновано метод формалізації задач керування, що складається з оцінки значень струмів, напруг, частоти обертання, розрахунку критерію для оцінки вмикання на паралельну роботу з урахуванням визначення продуктивності та безаварійності. Цей метод дозволяє формалізувати й оцінити наслідки змін експлуатаційних режимів за змодельованими параметрами до їх реальної появи в енергетичній установці, що дає можливість мінімізувати кількість аварійних режимів за рахунок передбачення параметрів установки в майбутньому і підвищити продуктивність за рахунок зниження аварійності. Також вперше запропоновано метод підвищення продуктивності і зниження аварійності за рахунок використання апарату нечіткої логіки, який може використовуватися на стадії експлуатації АСК енергетичною установкою, що дає можливість відпрацьовувати енергетичній установці будь-які дозволені режими. Обрано програмні засоби реалізації математичної моделі АСК суднової електроенергетичної установки. Створено комп'ютерну програму для дослідження режимів роботи суднової електроенергетичної установки. У четвертому розділі було проведено синтез системи підтримки прийняття рішень до складу суднової електроенергетичної установки, розглянуто можливі апаратні реалізації методів прийняття рішень для визначення можливості інтеграції розроблених методів. Було здійснено вибір і формування вхідних і вихідних лінгвістичних змінних для методів прийняття рішень та вибір алгоритму нечіткого висновку. Запропоновано метод прийняття рішення для оцінки впливу найімовірніших збурень на аварійність і продуктивність. Розраховані продуктивності при знеструмленнях під час рейсу та показано залежність продуктивності від кількості знеструмлень. На розробленому програмному пакеті з застосуванням розроблених методів були досліджені наступні режими роботи системи: включення активно-індуктивного навантаження потужністю, що дорівнює потужності генераторного агрегату; включення дизель-генераторів в паралельну роботу при збільшенні нечутливості регулятора частоти обертання; виникнення несправностей обладнання внаслідок пробоїв ізоляції і замикань; короткого замикання обмотки збудження. Запропоновано застосування системи для навчання й оцінки рівня знань морських фахівців.