Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Автоматизація технологічних процесів


Нурмахматов Джурабек. Автоматизація управління великими гідроенергетичними системами с каскадами водосховищ : Дис... канд. наук: 05.13.07 - 2008.



Анотація до роботи:

Нурмахматов Д. Автоматизація управління великими гідроенергетичними системами с каскадами водосховищ. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – автоматизація процесів керування. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут». Харків, 2008.

Робота присвячена розв’язанню задачі підвищення якості і безпеки функціонування гідроенергетичних систем за рахунок удосконалення методів автоматизованого керування каскадами водосховищ за умов дії зовнішніх збурень. Виконано системний аналіз великих гідроенергетичних систем з каскадами водосховищ як об’єктів автоматизованого керування та розроблені математичні моделі процесів керування з урахуванням запізнень та впливу зовнішніх збурень. Розроблено методику та обчислювальні методи ідентифікації робочих характеристик енергоблоків гідроелектростанцій та моделей річкового стоку в умовах неповної інформації. Вирішена задача оптимального та локально-оптимального оперативного керування електричною потужністю, що виробляється, та рівнями води в каскадах водосховищ. Синтезовані багатовимірні дискретні стабілізуючі та селективно-інваріантні регуляторі рівня води в каскаді водосховищ, запропонована та обґрунтована методика вибору їх структури та параметрів. Синтезовані багатовимірні компенсатори запізнень та збурень. Проведено імітаційне моделювання та дослідження процесів управління у синтезованої системі автоматизованого керування рівнями води в каскадах водосховищ.

Основний науково-практичний результат роботи полягає в розробці й обґрунтуванні методики побудови багатовимірних дискретних систем автоматизованого керування каскадами водосховищ та її застосуванні для підвищення якості і безпеки функціонування гідроенергетичних систем.

В процесі виконання роботи отримані наступні результати:

1. Проаналізовано особливості постановок задач та методів побудови автоматизованих систем керування гідроенергетичними системами. На основі системного аналізу великих гідроенергетичних систем з каскадами водосховищ як об’єктів автоматизованого керування виконана формалізація задач керування та запропоновані показники якості їх функціонування.

2. Розроблені та обґрунтовані математичні моделі, які описують процеси керування гідроенергетичними системами з каскадами водосховищ, виявлено їх особливості, пов’язані з наявністю асинхронних запізнень по внутрішнім змінним та впливом зовнішніх збурень, обумовлених некерованими стоками і притоками води у водосховищах, змінами стоку і навантаження енергосистеми.

3. Доведено, що використання запропонованої методики ідентифікації нелінійних робочих характеристик енергоблоків гідроелектростанцій з застосуванням методу структурної оптимізації емпіричного ризику забезпечує підвищення точності ідентифікації суттєво нелінійних робочих характеристик енергоблоків в умовах обмеженої апріорної та вимірювальної інформації.

4. Обґрунтовано доцільність застосування комбінації методу структурного спектрального аналізу та методу ядерної ідентифікації для моделювання, ідентифікації та прогнозування річкового стоку. Побудовано адаптивну прогнозуючу модель, яка забезпечує можливість якісного моделювання і прогнозування складних хвильових неперіодичних збурень річкового стоку.

5. Отримано вирішення задачі оптимального оперативного керування електричною потужністю, що виробляється, та рівнями води в каскадах водосховищ за комплексним критерієм на основі використання дискретного принципу максимуму. Показано, що застосування методу локально-оптимального керування з прогнозуючими моделями дозволяє суттєво спростити алгоритм автоматизованого управління при збереженні високої якості процесу керування.

6. Синтезовані багатовимірні дискретні стабілізуючі та селективно-інваріантні регуляторі рівня води в каскаді водосховищ, запропонована та обґрунтована методика вибору їх структури та параметрів.

7. Доведено, що використання методу управління за оберненими моделями дозволяє синтезувати багатовимірні регулятори, що забезпечують ефективну компенсацію збурень та запізнень у об’єкті автоматизованого керування, отримані рівняння багатовимірних динамічних компенсаторів.

8. Виконано імітаційне моделювання та дослідження синтезованої системи автоматизованого керування рівнем води в каскадах водосховищ. На основі результатів проведеного імітаційного моделювання доведено, що застосування розроблених методів забезпечує суттєве зниження рівня впливу зовнішніх збурень на якість процесів автоматизованого керування гідроенергетичними системами та обґрунтовано можливість практичного застосування розроблених методів синтезу регуляторів.

9. Результати роботи по моделюванню та автоматизованому керуванню гідроенергетичними системами з каскадами водосховищ практично використані у ВАТ "Укргідропроект", м. Харків, при розробці "Основних принципів комплексного використання гідроенергетичних ресурсів і розвитку гідроенергетики Таджикистану до 2030 р.", а також у навчальному процесі кафедри комп’ютерної математики і математичного моделювання НТУ "ХПІ" при викладанні спеціальних дисциплін "Моделювання динамічних систем" та "Теорія керування".

Публікації автора:

1. Любчик Л.М. Синтез многомерных дискретных систем оптимального оперативного управления водохранилищами каскадов ГЭС / Л.М. Любчик, Д.Н. Нурмахматов // Автоматизація виробничих процесів. - Київ: КІА, 2006. - № 2 (23). - С. 144-147.

Здобувачем знайдено вирішення поліноміальних рівнянь синтезу дискретного багатовимірного регулятора.

  1. Любчик Л.М. Оптимальное оперативное планирование работы сложных гидроэнергетических систем / Л.М. Любчик, Д.Н. Нурмахматов, С.А. Шпатенко // Східно - європейський журнал передових технологій, 2006.- № 6/2(24). - C. 10-12.

Автором запропоновано комплексний критерій оптимізації планування роботи енергосистеми та знайдено закон оптимального оперативного керування.

  1. Любчик Л.М. Разработка математической модели управляемого каскада водохранилищ / Л.М. Любчик, О.В. Костюк, Д.Н. Нурмахматов // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - Харків: НТУ "ХПІ", 2007.- № 39. - С. 97-100.

Здобувачем отримані рівняння математичної моделі гідроенергетичної системи як об’єкта керування та виконано аналіз особливостей задачі синтезу багатовимірного регулятора, що стабілізує рівні води у водосховищах із урахуванням запізнення в каналах об’єкта.

  1. Любчик Л.М. Синтез селективно-инвариантных регуляторов уровней воды в каскадах водохранилищ / Л.М. Любчик, Д.Н. Нурмахматов // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - Харків: НТУ "ХПІ", 2007. - № 18. - С. 3-8.

Здобувачем запропонована структура дискретного селективно-інваріантного регулятора рівнів води у водосховищах каскаду та знайдені умови компенсації збурень від зміни річкового стоку.

  1. Нурмахматов Д.Н. Локально-оптимальное управление сложными гидроэнергетическими системами на основе прогнозирующих моделей / Д.Н. Нурмахматов // Вісник Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". - Харків: НТУ "ХПІ", 2007.- № 41.- С. 22-29.

  2. Любчик Л.М. Стохастическая оптимизация многомерных комбинированных систем с динамическими компенсаторами возмущений / Л.М. Любчик, М.Н Малько, Д.Н. Нурмахматов // Адаптивні системи автоматичного управління. - Київ: НТУУ "КПІ" (НДІ "СТ"), 2007. - № 11(31). - С. 50 - 54.

Здобувачем виконано формалізацію задачі параметричного синтезу динамічного компенсатора збурень та запропоновано методику урахування вимог до якості перехідних процесів.

  1. Любчик Л.М. Автоматизированное управление каскадами водохранилищ в сложных гидроэнергетических системах / Л.М. Любчик, Д.Н. Нурмахматов // Матеріали XIV міжнародної конференції з автоматичного управління (Автоматика - 2007), м. Севастополь: СНУ ЯЄП, 2007. - С. 26-38.

Здобувачем розглянуто особливості задач автоматизованого керування каскадами водосховищ та запропоновано методику параметричного синтезу багатовимірних регуляторів рівня води у водосховищах.

  1. Любчик Л.М. Информационные технологии прогнозирования динамики речного стока на основе адаптивных полигармонических предикторов / Л.М. Любчик, О.В. Костюк, Д.Н. Нурмахматов // Інформаційні технології та інформаційна безпека в науці, техніці та навчанні "ІНФОТЕХ-2007".: Матеріали Міжнар. наук. - практ. конф., м. Севастополь, 10-16 вересня 2007 р. - Севастополь: СевНТУ, 2007. - С. 32-36.

Здобувачем запропоновано застосування адаптивного полігармонічного предиктору для прогнозування річкового стоку та отримані його рівняння.

  1. Любчик Л.М. Оптимальное оперативное управление сложными гидроэнергетическими системами / Л.М. Любчик, Д.Н. Нурмахматов // Дні науки: Збірник тез доповідей Всеукраїнській науково-практичний конференції "Системний аналіз і управління", м. Запоріжжя, 11-12 жовтня 2007 р. - Запоріжжя: ГУ "ЗІДМУ", 2007. - Том. 3. - С. 104-105.

Здобувачем запропоновано методику застосування дискретного принципу максимуму для оптимального керування гідроенергетичною системою.

  1. Любчик Л.М. Динамическая компенсация возмущений в системах автоматизации процессов управления / Л.М Любчик, М.Н. Малько, Д.Н. Нурмахматов // Автоматизація: проблеми, ідеї, рішення": Матеріали Міжнар. наук. - техн. конф., м. Севастополь, 10-15 вересня 2007 р. - Севастополь: СевНТУ, 2007. - С. 9-10.

Здобувачем запропоновано методику синтезу динамічного компенсатора збурень в дискретних системах автоматизованого керування.