Виртуальные модели сложных технологических систем. Виртуальная сеть, виртуальный энергоблок, виртуальная электростанция

Моделирование ТС, её подсистем и отдельных элементов осуществляется на разных стадиях жизненного цикла системы в целях решения следующих задач:

  • 1) на стадии строительства
  • • для разработки оптимальной модели структуры (конструкции, устройства) объектов ТС но заранее установленным критериям — проектирование;
  • • для контроля переноса модельной структуры на строящиеся объекты (при выполнении строительно-монтажных и наладочных работ на реальных объектах в соответствии с разработанной моделью, точнее, с возможно меньшим пороговым несоответствием модели и оригинала) — авторский надзор, разработка исполнительной документации;
  • • для разработки, монтажа и наладки управляющих комплексов ТС — создание АСУ ТП
  • 2) на стадии эксплуатации
  • • для прогноза процессов (режимов) ТС в целях применения её по назначению, ремонтов, реконструкции, технического перевооружения — прогностическое процессное моделирование, имитационное моделирование;
  • • для развития структуры (расширения, реконструкции, технического перевооружения) — прогностическое структурное моделирование;
  • • для анализа ретроспективных процессов (режимов), в том числе нормальных и аварийных) в целях повышения безопасности, надежности и экономической эффективности эксплуатируемой ТС;
  • • для тренировки оперативного персонала, обслуживающего ТС, и повышения его квалификации;
  • • для уточнения модели ТС в целях выполнения всех вышеперечисленных задач на стадии эксплуатации — уточняющее моделирование с использованием измерительной информации.

Любая сложная ТС (а к этой категории относятся все генерирующие объекты и элементы электросетевого комплекса) в отношении её моделирования обладает тремя неустранимыми атрибутами: нелинейностью, многомерностью и многокритериальностью принятия решений. Отрицательные последствия этих трех «проклятий» для инженера можно в большей или меньшей мере сгладить, во-первых, интуитивными и эмпирическими методами линеаризации, снижения размерности и разумным априорным выбором единственного критерия, во-вторых, увеличением производительности и функциональных возможностей вычислительной техники. В виртуальном моделировании используются обе названные возможности, но оно опирается все-таки на появившиеся в последнее десятилетие прорывные суперкомпьютерные технологии.

В данной книге понятие виртуальная модель означает некий нематериальный объект информационной природы, замещающий объект реальный, уже существующий (эксплуатируемый), находящийся в стадии строительства или только проектируемый. Этот нематериальный объект, который хранится в электронной памяти[1], может быть визуализирован любыми доступными способами, т.е. смоделирован в виде, удобном для восприятия человеком. Более того, полученная модель может быть «оживлена» процессами преобразования и переноса вещества и энергии с помощью виртуальных органов управления.

Структурная часть такой модели реализуется в своей модельной геометрической системе координат. Процессы также создаются в своей модельной системе координат. Переход к реальному объекту или к новым моделям (гомоморфизм) осуществляется с помощью критериев подобия, простейший из которых — всем известный масштаб, указываемый на чертежах.

При переходе к виртуальному моделированию координатные системы получают свойства геоинформационных (ГИС), т.е. информационных, систем, оперирующих пространственными данными [11.19].

Далее будем считать, что виртуальная модель интегрирует в себе информацию о структуре объекта и его режимах (протекающих в нем процессах) вместе с системой управления, тем самым отображая его функционирующим и достигающим цели, ради которой он был создан или только создается.

Для создания и эксплуатации ИЭС на современном этапе развития техники требуется новый уровень моделирования. Как будет показано ниже, этот уровень связан с виртуальными моделями всех основных подсистем ИЭС — электрических сетей (виртуальная электрическая сеть, виртуальная подстанция, виртуальная ЛЭП) и генерирующих источников (виртуальный энергоблок, виртуальная электростанция). Виртуализация еще одной подсистемы ИЭС — электроустановок потребителей выходит за рамки тематики данной книги.

Наличие в виртуальной модели возможностей изменения её структуры и системы управления (модели системы управления) придает ей интерактивный характер. Это позволяет некоторым специалистам называть рассматриваемый вид моделирования симуляцией (от англ, simulation — моделирование, которое наиболее полно отражает поведенческие аспекты системы[2]).

  • [1] Наиболее известным естественным хранилищем информации об объектах любой природыявляется мозг человека.
  • [2] Наиболее часто этот термин употребляется в отношении экономических систем.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >