Способ управления энергетическим комплексом

Авторы патента:

Смирнов Алексей Алексеевич (RU)

Султанов Махсуд Мансурович (RU)

G05B13/021 - Самонастраивающиеся системы управления, т.е. системы, автоматически выбирающие оптимальный режим работы для достижения заданного критерия (G05B 19/00 имеет преимущество; элементы конструкции вычислительных машин G06F 15/18)

G05B13/02 - электрические

Владельцы патента RU 2768498:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") (RU)

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах управления силовыми энергетическими установками. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности энергетического оборудования и достигается за счет того, что в способе управления энергетическим комплексом, построенным на основе n-каналов регулирования, состоящих из задатчика, силовой установки, при этом первый канал включает удаленный выделенный (облачный) сервер, заключающемся в формировании сигнала рассогласования между заданным и действительным значениями выходного параметра силовой установки каждого канала регулирования, формировании сигнала управления силовой установкой, управлении отдаваемой в сеть мощностью силовой установки, равномерном распределении нагрузки между силовыми установками, заданное значение выходного параметра силовой установки формируют на основе сигнала прогнозируемой мощности силовой установки, поступающего от удаленного сервера, при этом сигнал прогнозируемой мощности силовой установки, поступающий от удаленного сервера, определяют из условия оптимального распределения мощности между параллельно работающими силовыми установками методом характеристик относительных приростов топлива. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах управления силовыми установками.

Известен способ управления параллельно работающими на общую нагрузку силовыми установками. Принцип его работы основан на контроле активной мощности на выходе генератора силовой установки и регулятора скорости вращения двигателя (Михайлов B.C. Судовая электроавтоматика. Л., «Судостроение», 1970, с. 380).

Недостатками данного технического решения являются независимость работы одной силовой установки от работы других параллельно работающих силовых установок и отсутствие какой-либо реакции системы на различие характеристик и динамических параметров силовых установок.

Наиболее близким техническим решением является способ управления энергетическим комплексом, раскрытый в авторском свидетельстве SU №1128220, МПК G01B 11/00, опубл. 07.12.1984, используемый в системах автоматического управления для снижения энергоемкости технологического процесса и заключающийся в том, что формируют сигнал рассогласования между заданным и действительным значениями выходного параметра силовой установки энергетического комплекса, затем формируют сигнал управления силовой установкой, после чего управляют мощностью, отдаваемой в сеть соответствующей силовой установкой, через исполнительный орган, причем между режимами работы всех силовых установок устанавливают связь и равномерно распределяют нагрузку между силовыми установками.

К недостаткам данного изобретения относится пониженное качество регулирования и низкая эксплуатационная надежность работы оборудования.

Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в повышении качества регулирования процесса управления силовыми установками.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности оборудования.

Это достигается тем, что в способе управления энергетическим комплексом, построенным на основе n-каналов регулирования, состоящих из задатчика, силовой установки, при этом первый канал включает удаленный выделенный (облачный) сервер, заключающемся в формировании сигнала рассогласования между заданным и действительным значениями выходного параметра силовой установки каждого канала регулирования, формировании сигнала управления силовой установкой, управлении отдаваемой в сеть мощностью силовой установки, равномерном распределении нагрузки между силовыми установками, согласно изобретению, заданное значение выходного параметра силовой установки формируют на основе сигнала прогнозируемой мощности силовой установок, поступающего от удаленного выделенного (облачного) сервера, причем между задатчиком и удаленным выделенным (облачным) сервером производят периодический обмен данных 1 раз каждые 3 секунды, причем сигнал прогнозируемой мощности силовой установки, поступающий от удаленного выделенного (облачного) сервера, определяют из условия оптимального распределения мощности между параллельно работающими силовыми установками методом характеристик относительных приростов топлива на основе зависимости: , где - изменение расхода топлива на выработку электрической энергии при переходе из режима «0» в режим «1» работы силовой установки.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема, поясняющая заявляемый способ управления энергетическим комплексом.

Принципиальная схема, поясняющая заявляемый способ, содержит n-каналов регулирования, каждый из которых содержит задатчик 1, сумматор 2, регулятор мощности 3, исполнительный орган 4, измеритель активной мощности 5, при этом каналы регулирования, кроме первого, содержат сумматор 6, широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 7, множительное устройство 8, инерционный фильтр 9, силовую установку 10, а первый канал содержит силовую установку 10 и удаленный выделенный (облачный) сервер 11.

Каждый n-канал регулирования состоит из последовательно соединенных задатчика 1, сумматора 2, регулятора мощности 3 и исполнительного органа 4, выход которого соединен с входом силовой установки 10. Первый выход силовой установки 10 соединен с общей сетью, а второй ее выход соединен с сумматором 2, причем выход задатчика 1 каждого, кроме первого, канала регулирования соединен с последовательно соединенными инерционным фильтром 9, множительным устройством 8 и ШИМ 7, выход которого соединен с входом задатчика 1, второй вход множительного устройства 8 соединен с выходом сумматора 6, первый вход которого соединен с выходом измерителя мощности 5, подключенного к первому выходу первой силовой установки, а второй вход сумматора 6 соединен с выходом измерителя активной мощности 5, подключенного к первому выходу соответствующей силовой установки 10. Кроме того, задатчик 1 первого канала регулирования соединен с удаленным выделенным (облачным) сервером 11.

Способ управления энергетическим комплексом осуществляется следующим образом.

В сумматоре 2 формируют сигнал рассогласования между заданным и действительным значениями выходного параметра силовой установки 10. Формирование заданного значения выходного параметра силовой установки 10 осуществляют на основе величины прогнозируемой мощности силовой установки 10, поступающей от удаленного выделенного (облачного) сервера 11, причем между задатчиком 1 первого канала регулирования и удаленным выделенным (облачным) сервером 11 идет периодический (1 раз каждые 3 секунды) обмен данных, и по мере приближения к максимуму распределения мощности между силовыми установками точность прогнозируемых значений активной мощности, отдаваемой в общую сеть, возрастает, причем сигнал прогнозируемой мощности силовой установки 10, поступающий от удаленного выделенного (облачного) сервера 11 определяют из условия оптимального распределения мощности методом характеристик относительных приростов топлива между параллельно работающими силовыми установками 10 каналов регулирования.

Метод характеристик относительных приростов топлива основан на зависимости:

где - изменение расхода топлива на выработку электрической энергии при переходе из режима «0» в режим «1» работы силовой установки.

Таким образом, в первую очередь загружаются те силовые установки, которые имеют наименьшие значения приростов топлива, а разгружаются, наоборот, те силовые установки, которые имеют наибольшие значения относительных приростов топлива. Минимальный расход топлива при работе энергетического комплекса достигается при равенстве относительных приростов топлива.

Сигнал рассогласования определяется по уравнению:

где - заданное значение мощности силовой установки, кВт; - прогнозируемое значение мощности силовой установки.

Сигнал рассогласования поступает на вход регулятора мощности 3, реализующего линейный закон управления. Сигнал управления с выхода регулятора мощности 3 через исполнительный орган 4 управляет мощностью, отдаваемой в сеть соответствующей силовой установкой 10. Входной сигнал задатчика 1 первого канала регулирования, принимаемого за базовый, служит входным сигналом всей системы, состоящей из n-каналов регулирования. Измерители активной мощности 5 формируют сигналы, пропорциональные активной мощности, отдаваемой соответствующей силовой установкой 10, в общую сеть. В сумматоре 6 формируется сигнал рассогласования между заданным и действительным значениями выходного параметра силовой установки 10. Выходной сигнал от множительного устройства 8 служит входным сигналом для ШИМ 7, который используется в схеме для управления мощностью силовой установки 10 методом пульсирующего включения и выключения потребителей энергии. Выходной сигнал от инерционного фильтра 9 служит входным сигналом для множительного устройства 8, обеспечивающего выполнение элементарных операций умножения и деления над меняющимися переменными параметрами. Кроме того, инерционный фильтр 9 обеспечивает подавление инерционного электрического сигнала на выходе задатчика 1.

Заявленное изобретение позволяет повысить качество регулирования процесса автоматического управления силовыми установками и эксплуатационную надежность энергетического оборудования.

Способ управления энергетическим комплексом, построенным на основе n-каналов регулирования, состоящих из задатчика, силовой установки, при этом первый канал включает удаленный выделенный (облачный) сервер, заключающийся в формировании сигнала рассогласования между заданным и действительным значениями выходного параметра силовой установки каждого канала регулирования, формировании сигнала управления силовой установкой, управлении отдаваемой в сеть мощностью силовой установки, равномерном распределении нагрузки между силовыми установками, отличающийся тем, что заданное значение выходного параметра силовой установки формируют на основе сигнала прогнозируемой мощности силовой установки, поступающего от удаленного выделенного (облачного) сервера, причем между задатчиком и удаленным выделенным (облачным) сервером производят периодический обмен данных 1 раз каждые 3 секунды, при этом сигнал прогнозируемой мощности силовой установки, поступающий от удаленного выделенного (облачного) сервера, определяют из условия оптимального распределения мощности между параллельно работающими силовыми установками методом характеристик относительных приростов топлива на основе зависимости: , где - изменение расхода топлива на выработку электрической энергии при переходе из режима «0» в режим «1» работы силовой установки.

Изобретение относится к области информационных технологий, а именно к системам контроля и обнаружения нештатных ситуаций. Технический результат заключается в повышении точности определения нештатной ситуации.

Система контроля воздушной среды // 2765335

Изобретение относится к измерительной технике. Система контроля воздушной среды состоит из блока обнаружения и блока визуализации, соединенных между собой по радиоканалу и состоящих из отдельных корпусов с расположенными внутри них печатными платами и центральными процессорами.

Способ управления манипулятором // 2761924

Изобретение относится к робототехнике, в частности к системам управления манипуляторами, расположенными на мобильных роботах (MP), и может быть использовано при дистанционном управлении мобильными роботами для выполнения работ в полуавтоматическом режиме в экстремальных условиях. Предложенный способ обеспечивает комфортное, быстрое и точное управление манипулятором, закрепленным на MP, при возникновении сложных работ, оператором в полуавтоматическом режиме на пересеченной, в том числе неровной, местности, когда информацию об объектах работ и рабочем пространстве манипулятора оператор получает от системы технического зрения (СТЗ), которая установлена на другом MP, находящемся в любом произвольном месте, удобном для осмотра рабочего пространства манипулятора с объектами работ.

Способ управления манипулятором // 2761923

Способ управления манипулятором относится к робототехнике, в частности к системам управления манипуляторами, расположенными на мобильных роботах (MP), и может быть использован при выполнении различных работ с помощью мобильных роботов в автоматическом режиме в экстремальных условиях. Данным способом повышают скорость быстродействия выполнения всех предписанных манипуляционных операций при сохранении заданной точности их выполнения, а также обеспечение учета текущей произвольной пространственной ориентации оснований обоих MP в абсолютной системе координат.

Способ мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения выходного параметра // 2758638

Изобретение относится к способам организации мониторинга и контроля над стохастической системой при несмещённой несимметричной целевой плотности распределения выходного параметра и может быть использовано в системах контроля и управления различных динамических систем, обладающих хаотическими свойствами.

Способ предотвращения аварийных действий при оперативном управлении технологическим объектом // 2758449

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в повышении безопасности управления промышленным объектом.

Оценка параметров наклонно-направленного бурения на основе модели при проведении скважинных операций // 2754892

Изобретение относится к наклонно-направленному бурению. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств для управления наклонно-направленным бурением, с обеспечением более точного контроля проводки наклонно-направленного ствола скважины.

Способ и устройство для обеспечения баланса потребления электроэнергии // 2754484

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способам и устройствам для обеспечения баланса потребления электроэнергии. Технический результат заключается в сохранении и возможности возврата системы в пределы согласованных пороговых значений потребления.

Способ структурно-параметрического синтеза средств поддержки принятия решений при управлении развитием сложной организационно-технической системы и устройство для его реализации // 2754239

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений при управлении развитием сложной организационно-технической системы (СОТС) в составе сложных автоматизированных систем управления и систем с искусственным интеллектом.

Иерархический неявный контроллер для экранированной системы в энергосети // 2747281

Изобретение относится к области электротехники, в частности к управлению системами обогрева и/или охлаждения и кластерами таких систем. Технический результат заключается в повышении гибкости системы.

Способ управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов и система дистационного мониторинга, содержащая устройство для управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов // 2759855

Изобретение относится к способу управления устройством мокрой десульфуризации дымовых газов, содержащим абсорбционную колонну и по меньшей мере один циркуляционный насос для обеспечения циркуляции абсорбирующей жидкости в абсорбционной колонне и осуществляющим десульфуризацию путем приведения в абсорбционной колонне абсорбирующей жидкости в газожидкостный контакт с отходящими газами, образующимися в устройстве сжигания топлива, при этом указанный способ управления включает: стадию создания первой модели обучения с использованием машинного обучения по соотношению между будущей концентрацией диоксида серы на выходе абсорбционной колонны и эксплуатационными данными устройства сжигания топлива и устройства мокрой десульфуризации дымовых газов, включающими расход циркуляции абсорбирующей жидкости; стадию формирования, с использованием первой модели обучения, первой таблицы соотношения между расходом циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени и концентрацией диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени, который является моментом времени в будущем относительно первого момента времени; стадию выбора, на основе первой таблицы соотношения, расхода циркуляции абсорбирующей жидкости в первый момент времени, при котором концентрация диоксида серы в выходящем газе из абсорбционной колонны во второй момент времени не превышает предварительно заданную величину; и стадию регулирования режима работы указанного по меньшей мере одного циркуляционного насоса на основе выбранного расхода циркуляции в первый момент времени.