авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 ||

ПОСТРОЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ОБЪЕКТОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА В УСЛОВИЯХ

-- [ Страница 3 ] --

При наличии на участке сети трех характерных зон токов минимальная длина зоны пережога отвечает длине ЗГП, а максимальная – сумме длин ЗГП и ЗВП. При отсутствии на участке сети ЗГП минимальная длина зоны пережога равна нулю, а максимальная – длине ЗВП. При наличии на участке сети только ЗВП минимальная длина зоны пережога принимается равной нулю, а максимальная – длине диапазона токов КЗ на этом участке. На практике возможны частные случаи отсутствия пересечений характеристик. В одном из них (при отсутствии пережога) длина интервала ЗВП принимается равной нулю, в другом (при наличии пережога во всех точках интервала) - равной длине диапазона токов КЗ. Неопределенные длины (границы) интервалов пережога образуют «четвертичную» интервальную неопределенность исходных данных.

В процессе последующего моделирования пожаробезопасности на основе двух задаваемых длин зон пережога производятся вычисления интервальных коэффициентов незащищенности, а затем – интервальных показателей пожарной опасности на участках сети. Далее на их основе с помощью интервальной арифметики подсчитываются интервальные показатели пожарной опасности на объекте, учитывающие множество участков и различные виды КЗ.

Разработан метод учета неопределенности при моделировании пожаробезопасности, опирающийся на допущение о равномерном законе распределения времен пережога и срабатывания АЗ (при любом фиксированном значении тока КЗ). В сочетании с механизмом «бросания наугад» точки КЗ он позволяет на основе использования формулы полной вероятности определять среднее значение вероятности пережога на участке сети. Такое значение может использоваться на дальнейших уровнях моделирующего алгоритма таким же образом, как и значение вероятности пережога (коэффициента незащищенности) в исходном алгоритме моделирования без учета неопределенности.

Метод моделирования СБЭ при учете неопределенности исходных данных в аспекте электробезопасности на основе интервальной неопределенности предполагает описание вероятностей отказов АЗ и вероятностей ОЗК в виде неопределенных интервалов, построенных на основе известных доверительных интервалов для этих вероятностей. Дискретизация пространства неопределенных факторов осуществляется на основе учета того факта, что минимальная (максимальная) вероятность электропоражения людей на объекте достигается при минимальных (максимальных) значениях вероятностей отказа АЗ и минимальных (максимальных) значениях вероятностей ОЗК. Последнее позволяет выделить в пространстве неопределенных факторов по каждому виду вероятностей две граничные точки, обеспечивающие минимальное и максимальное значения вероятностей электропоражений людей на объекте. Алгоритм позволяет учитывать неопределенность как отдельных видов вероятностей, так сочетания их неопределенностей.

Метод моделирования СБЭ при учете неопределенности исходных данных в аспекте пожаробезопасности на основе интервальной неопределенности предполагает описание вероятностей отказов АЗ и четырех видов вероятностей КЗ в виде неопределенных интервалов, построенных на основе известных доверительных интервалов для этих вероятностей. Дискретизация пространства неопределенных факторов осуществляется на основе учета того факта, что минимальная (максимальная) вероятность электропоражения людей на объекте достигается при минимальных (максимальных) значениях вероятностей отказа АЗ и минимальных (максимальных) значениях вероятностей КЗ. Последнее позволяет выделить в пространстве неопределенных факторов по каждому виду вероятностей две граничные точки, обеспечивающие минимальное и максимальное значения показателей пожарной опасности для каждого участка сети. Алгоритм позволяет учитывать неопределенность как отдельных видов вероятностей, так сочетание их неопределенностей. Подсчет интегральных значений показателей электробезопасности ведется на основании правил интервальной арифметики.



Метод моделирования СБЭ при учете неопределенности исходных данных в аспекте электробезопасности на основе нечеткой неопределенности предполагает описание вероятностей отказов АЗ и вероятностей ОЗК в виде нечетких чисел. При этом полностью сохраняется технология моделирования электробезопасности в условиях определенности, а арифметические операции выполняются по правилам нечеткой арифметики. Результатами моделирования являются нечеткие вероятности электропоражений людей и строящиеся на их основе нечеткие интегральные показатели эффективности.

Метод моделирования СБЭ при учете неопределенности исходных данных в аспекте пожаробезопасности на основе нечеткой неопределенности предполагает описание вероятностей отказов АЗ и вероятностей четырех видов КЗ в виде нечетких чисел. В нем также сохраняется технология моделирования пожаробезопасности в условиях определенности.

При моделировании СБЭ используется обширный перечень недетерминированных исходных данных, обладающих различными степенями неопределенности. Различные варианты таких данных порождают задачу выбора возможных сочетаний вариантов неопределенности. Введена позиционная иерархическая система обозначений вариантов исходных данных, позволяющая описывать характер неопределенности вводимых данных.

В четвертой главе описываются разработанные методы оптимизации СБЭ в условиях неопределенности исходных данных, программное обеспечение этих методов и вопросы их практической реализации.

К методам оптимизации предъявляются требования сохранения логики имеющихся методов и возможности оперирования с интервальной и нечеткой неопределенностью. При разработке методов решались задачи сравнения неопределенных частных критериев оптимальности, задачи построения неопределенного аддитивного скалярного критерия и задачи выбора экстремального значения неопределенного критерия оптимальности.

При решении задачи сравнения значений критериев с интервальной неопределенностью используется метод, основанный на детерминированных операциях непрерывной логики, определяющий понятие сравнимости интервалов и позволяющий построить алгоритм выделения экстремальных интервалов. Рассмотрим пример расположения интервальных значений критерия оптимальности (рисунок 4).

Рисунок 4 - Пример расположения интервальных значений критерия оптимальности

Будем считать, что критерий оптимальности являются минимизируемым. Чтобы в системе интервалов некоторый интервал был минимальным, необходимо и достаточно, чтобы его левая граница была минимальной из всех левых границ и чтобы его правая граница была минимальной из всех правых границ. На рисунке 4 это условие выполняется для интервала, отвечающего третьему варианту СБЭ. В примере значения критериев для третьего и пятого вариантов системы имеют область пересечения, называемая интервалом неразличимости (толерантности) критериев.

Далее в главе рассмотрен метод построения интервального векторного критерия оптимальности, предусматривающий выполнение процедуры нормирования частных интервальных критериев и их последующее суммирование. Для построенного критерия используется та же логика выделения экстремальных интервалов.

При решении задачи сравнения значений критериев при нечеткой неопределенности используется метод сравнения интервалов для выделенных уровней принадлежности нечетких чисел.

Рассмотрим пример расположения нечетких значений критерия оптимальности (рисунок 5). Значения критериев описаны в виде треугольных нечетких чисел. Условие минимальности нечеткого критерия оптимальности выполняется для третьего варианта системы.

[Q(ЭБ)]3 [Q(ЭБ)]5 [Q(ЭБ)]6 [Q(ЭБ)]3 [Q(ЭБ)]4 [Q(ЭБ)]2

Рисунок 5 - Пример совокупность нечетких значений критериев

оптимальности СБЭ в аспекте электробезопасности

Далее в главе рассмотрен метод построения нечеткого векторного критерия оптимальности, предусматривающий выполнение процедуры нормирования частных нечетких и их последующее суммирование. Для построенного критерия используется логика выделения экстремальных интервалов, учитывающая уровни принадлежности.

Для решения задач оптимизации СБЭ в условиях неопределенности разработан многофункциональный программный комплекс «Электропожаробезопасность 380/220 Н» (Версия 2). В новой версии комплекса учтены все новые методы моделирования и оптимизации электропожаробезопасности.

С целью проверки работоспособности разработанных методов моделирования и оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, а также разработанного программного обеспечения был произведен автоматизированный выбор оптимального варианта СБЭ на конкретном объекте. Рассматривались 4 варианта СБЭ. Для них были рассчитаны различные варианты интегральных показателей пожарной опасности (ИППО), имеющих как интервальный, так и точечный характер (таблица 1).

Таблица 1 – Результаты расчетов показателей пожарной опасности

Расчетный вариант сети № вар. СБЭ Интервал ИППО ИППО С-С ИППО С-Н ИППО по Лапласу Расширенный интервал ИППО
Исходная схема 1 [ 0,121 ; 0,264 ] 0,175 0,263 0,210 [0,102 ; 0,303 ]
С выкл. ВА «C» 2 [ 0,021 ; 0,273 ] 0,026 0,260 0,134 [ 0,018 ; 0,312 ]
С выкл. ВА «B» 3 [ 0,003 ; 0,270 ] 0,006 0,260 0,132 [ 0,002 ; 0,311 ]
С предо-хранит. 4 [ 0,051 ; 0,152 ] 0,063 0,144 0,117 [ 0,043 ; 0,175 ]

Значения интервальных показателей пожарной опасности, подсчитанных при определенных значениях вероятностей КЗ, приведены на рисунке 6.

Рисунок 6 – Значения интегральных показателей пожарной опасности

Выделение экстремального (минимального) интервала, позволяющего на основе методов интервального анализа определить оптимальный вариант СБЭ, среди заданного набора вариантов систем оказывается невозможным. Пример иллюстрирует влияние неопределенности исходных данных на решение задачи оптимизации СБЭ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Одной из проблем проведения оптимизационных расчетов СБЭ является неопределенный характер части исходных данных. Это обуславливает неопределенность рассчитываемых показателей эффективности системы безопасности и результатов выбора оптимального варианта СБЭ.

2. Для обеспечения достоверности оптимизационных расчетов могут использоваться методы моделирования и оптимизации СБЭ, учитывающие характер неопределенности исходных данных, сохраняющие логику моделирования электропожаробезопасности и позволяющие сравнивать значения неопределенных критериев оптимизации.

3. Математический аппарат для решения задачи оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, должен позволять решать совокупность трех задач: 1) описание неопределенности исходных данных, 2) выполнение алгебраических операций с промежуточными данными моделирующих алгоритмов, 3) сравнение рассчитанных неопределенных значений критериев оптимальности. Таким требованиям удовлетворяют аппараты интервального анализа и теории нечетких множеств.

4. При моделировании систем безопасности электроустановок целесообразно выделять две группы неопределенных исходных данных, в первую из которых входят характеристики срабатывания аппаратов защиты и характеристики пережога, во вторую - вероятности возникновения аварийных режимов в электроустановках и вероятности, характеризующие надежность аппаратов защиты.





5. При моделировании электробезопасности с учетом влияния неопределенности защитных характеристик необходимо осуществить дискретизацию пространства неопределенных факторов и производить вычисления показателей электробезопасности в таких его точках, для которых показатели эффективности системы электробезопасности достигает своего наименьшего и наибольшего значения.

6. При моделировании пожаробезопасности с учетом влияния неопределенности защитных характеристик и характеристик пережога необходимо осуществить дискретизацию пересечения пространств неопределенных факторов с учетом условий возникновения пережога на участках сети, определяющих на оси токов КЗ зоны возможного и гарантированного пережога. Вычисления показателей пожарной безопасности целесообразно производить в таких точках пространства неопределенности, определяемого указанными зонами, для которых показатели эффективности системы пожаробезопасности достигают своего наименьшего и наибольшего значения.

7. При моделировании электробезопасности и пожаробезопасности с учетом интервальной аппроксимациии неопределенности вероятностных исходных данных, необходимо осуществить дискретизацию пространства неопределенных факторов и производить вычисления показателей электробезопасности и пожаробезопасности в таких его точках, для которых показатели эффективности системы электробезопасности достигает своего наименьшего и наибольшего значения.

8. При моделировании электробезопасности и пожаробезопасности с учетом аппроксимации неопределенности вероятностных исходных данных в виде нечетких чисел на основе правил нечеткой арифметики осуществляется подсчет показателей электробезопасности и пожаробезопасности, имеющих вид нечетких чисел. Такое моделирование осуществляется при фиксированных реализациях неопределенности характеристик срабатывания и пережога.

9. Многообразие возможных сочетаний неопределенности исходных данных порождает проблему учета таких сочетаний. Для ее решения разработана позиционная иерархическая система обозначений вариантов неопределенности исходных данных.

10. Разработан метод оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, учитывающий интервальное описание значений частных критериев оптимальности и векторного критерия оптимальности.

11. Разработан метод оптимизации СБЭ в условиях неопределенности, учитывающий нечеткое описание значений частных критериев оптимальности в форме нечетких чисел, а также нечеткое описание векторного критерия оптимальности.

12. Моделирование и оптимизация СБЭ в условиях неопределенности может осуществляться с помощью разработанного интегрированного программного комплекса.

Список основных публикаций по теме диссертационной работы

В изданиях по перечню ВАК

1. Германенко, В.С. Средства реализации выбора оптимальных стратегий создания систем безопасности электроустановок АПК [Текст] / В.С. Германенко, С.С. Гусельников, О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Ползуновский вестник.- 2005. -№ 4.-Ч.3. - С. 230-234.

2. Нефедов, С.Ф. Построение оптимальных систем безопасности электроустановок зданий с учетом степени неопределенности исходной информации [Текст] / С.Ф. Нефедов, О.Н. Дробязко // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2009. -№ 5. - C. 6-7.

3. Дробязко, О.Н. Особенности использования методов оценки эффективности и оптимизации технических систем безопасности электроустановок [Текст] / О.Н. Дробязко, С.Ф.Нефедов // Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2009. -№ 5. - C. 32-33.

4. Дробязко, О.Н. Учет неопределенности исходных данных в задачах оценки эффективности систем безопасности электроустановок [Текст] / О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Ползуновский вестник.- 2009.- № 4. – С. 26.

5. Дробязко, О.Н. Количественная оценка состояния электробезопасности в образовательных учреждениях/ О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Ползуновский вестник, -2009. -№ 4.- С. 34.

6. Нефедов, С.Ф. Основы построения программного обеспечения оценки эффективности систем безопасности электроустановок в условиях неоп-ределенности [Текст]/С.Ф Нефедов //Ползуновский вестник.- 2009.-№ 4.-С.37.

В других изданиях

7. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006610714. Расчет пожарной опасности дуговых коротких замыканий (СКЭД-380) [Текст ] / Дробязко О.Н, Сошников С.А., Гусельников С.С., Нефедов С.Ф. // Заявка № 2005613451; дата поступления 26.12.2005 г.; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 22.02.2006.

8. Дробязко, О.Н. Дополнительные критерии выбора электрической защиты в сетях 0,38 кВ [Текст] / О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера- приоритетные направления обеспечения социальной безопасности населения Юга Западной Сибири. Материалы V международной научно-технической конференции. Вып. 12. -Барнаул: Азбука. 2007. -345 с. – С.241-242.

9. Сошников, А.А. Перспективы использования методов оценки эффективности и оптимального выбора систем безопасности электроустановок на объектах АПК [Текст] / А.А. Сошников, О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Вестник Алтайского научного центра Сибирской академии наук высшей школы, -2009.-№ 9.-С. 82-85.

10. Козлов, Л.А. Создание и внедрение систем автоматизированного проектирования электрической защиты на объектах АПК [Текст] / Л.А. Козлов Л.А., О.Н. Дробязко, С.Ф. Нефедов // Вестник Алтайского научного центра Сибирской академии наук высшей школы, -2009.-№ 9.-С.25-30.

11. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009614829. Электробезопасность 380/220 (ЭБ 380/220) [Текст] / Дробязко О.Н., Нефедов С.Ф. // Заявка № 2009613691; дата поступления 13.07.2009 г.; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 07.09.2009 г.

12. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2010610102. Электропожаробезопасность 380/220 Н (ЭПБ 380/220 Н) / Дробязко О.Н., Нефедов С.Ф. // Заявка № 2009615789; дата поступления 20.10.2009 г.; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 11.01.2010.

13. Никольский, О.К. Комплексная система обеспечения безопасности электроустановок сельских населенных пунктов. Методические и практические рекомендации [Текст] / О.К. Никольский, А.А. Сошников, О.  Н . Дробязко, Т.В. Еремина, С.А. Сошников, Ю.С. Лукьянов, С. Н. Серов, Б. С. Компанеец, С. Ф. Нефедов, О. В. Полухин; под ред. А.А. Сошникова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2011.-112 с.



Pages:     | 1 | 2 ||
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.