CURS 2 Structuri de conducere ierarhizată a sistemelor electroenergetice Sl.dr.ing. Iulia STAMATESCU
Ce stim? Pana in prezent Teoria sistemelor Analiza sistemelor informatice Problematia Conducerii SEE 2
Problematica conducerii SEE - Teoria sistemelor Ce stim - Pana in prezent Cuprins: Sistem Proces (tehnic/industrial). Subsistemele conditionate ale unui proces si marimile reprezentative. Clasificarea sistemelor/proceselor (tehnice). Interconexiunea om-proces. Comanda automata si neautomata (normala). Sisteme de reglare automata (SRA): definitie, tipuri. Reglare si conducere. Problematica abordarii SRA: analiza si sinteza. Alegere si acordarea regulatoarelor. 3
Problematica conducerii SEE Ce stim - Pana in prezent Definire - Sistem Mare Caracteristici ale unui SEE: ASI ca sistem: definitie, problematici. Terminologie de baza: produs informatic (sistem/aplcatie informatica, produs program), ciclu de realizare si viata a unui produs informatic, calculator de proces, timp real. Interactiunea MIS (Management Information System) cu conducerea proceselor (MES - Manufacturing Execution System) 4
Curs 2 - Cuprins Cuprins curs 2 Problematica conducerii SEE - Teoria multiagent Problematica conducerii SEE - Teoria Cyber Physical System Conducerea centralizata, descentralizata a sistemelor de conducere a proceselor energetice Structuri de conducere ierarhizate pentru procesele energetice 5
Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent agent tehnic - un sistem cu proprietati bine determinate. un sistem complex - sistem de mai multi agenti tehnici (SMAT). agens (lat.)- mod sau principiu de a proceda si a actiona agent (eng.). agent tehnic - entitate din interiorul unui SMAT care are urmatoarele proprietati: Optimizarea proceselor: Comportare autonoma; Controlul de sine a interactiunilor; 6
Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent Agent = unitati integrate autonome in sisteme complexe Filozofia aplicarii SMAT consta in realizarea de arhitecturi si comenzi inteligente din sisteme autonome modulare care sa poata prelua sarcini individuale sau in comun pentru sisteme complexe Un sistem inteligent de conducere este dezvoltat si implementat cu o metodologie inteligenta, cu o cumulare a unor tehnici ce reproduc functii ale unor sisteme biologice. Temenul de inteligent este usor abuziv daca ne gandim ca in spatele acestei sintagme sta un automat care isi propune modelarea gandirii si a modului de actiune umana. In acest scop, acest automat are la baza un model si unul sau mai multi algoritmi care reactioneaza in urma unor strategii prestabilite. In masura in care acest automat este dotat cu tehnici si tehnologii de invatare care si-l face creativ si cat mai autonom, se poate spune ca exista o anumita acoperire a termenului de inteligenta. 7
Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent Dezvoltarile tehnologice au impus odata cu dezvoltarea teoriei sistemelor multi-agent si aparitia necesitatii functionarii autonome ceea ce presupune ca orice element constituent al unui sistem poate sa ia decizii independente dintr-un mediu necunoscut si dinamic. Sistemele autonome necesita un inalt nivel de inteligenta pentru a se asigura o independenta, in sensul autonomiei de inalt nivel. Nota: Proiectarea unui sistem de conducere autonom constituie un obiectiv, iar mijlocul prin care se realizeaza acest lucru este inteligenta (artificiala) 8
9 Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent
10 Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent
Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent Inteligenta artificiala distribuita Mai multe sisteme lucreaza impreuna pentru a rezolva o problema globala, fiecare sistem neputand rezolva singur acea problemarezolvarea distribuita a problemei (DPS); Mai multe sisteme rezolva problema locala propusa, unde rezolvarea problemei unui sistem poate fi influentat negativ sau pozitiv de rezolvarea problemei altui sistem sistem multiagent (MAS). 11
Problematica conducerii SEE - Cyber Physical System Cyber Physical System desemneaza un ansamblu cu inalt grad de complexitate constituit dintr-un subsistem computational si o serie de elemente fizice, care comunica si se coordoneaza intre ele printr-un sistem de comunicatie (prin fir sau radio), de exemplu internet. convergenta a controlului, comunicatiilor si computationalitatii. sisteme mari si distribuite. Probleme ce pot fi rezolvate: Control cooperativ in timp real a operatorului de protectie. Controlul circulatiei de puteri. Reglarea calitativa si cantitativa a stabilitatii. Eficienta generarii si utilizarii energiei electrice si termo termice. Controlul sigurantei in functionare. Model si modelare. 12
13 Problematica conducerii SEE - Cyber Physical System
Problematica conducerii SEE - Cyber Physical System DEC in Viziunea CPS 14
Caracterizarea sistemelor electro-energetice Procesele energetice pot fi privite ca sisteme mari, distribuite caracterizate prin: q structură interconectată q existenţa mai multor obiective de atins (stare conflictuală) q dimensiuni mari q restricţii în ceea ce priveşte structura informaţiei q prezenţa incertitudinilor 15
Caracterizarea sistemelor electro-energetice Totodata, conducerea sistemelor mari presupune existenţa a două mari subsisteme : procesul si sistemul de conducere, ca si existenta unor fluxuri de informatii (I E - relaţia cu mediul exterior, date de proiectare; I P - modul de desfăşurare al procesului). PROCESUL SISTEMUL DE CONDUCERE I E I P Din punct de vedere al sistemului de conducere acesta poate fi centralizat sau descentralizat în functie de caracteristicile procesului si a sistemului de conducere. 16
Caracterizarea sistemelor electro-energetice Conducere centralizată Conducere descentralizată q localizare centralizată dpdv. geografic q sistemul are acces la toate informaţiile din proces q întregul sistem participă în mod egal la acţiunile de luare a deciziilor şi de elaborare a comenzilor q presupune descompunerea proceselor în subprocese q fiecare subsistem are acces la un anumit câmp informaţional q SC nu au legături directe între ele 17 q SC elaborează comenzi şi decizii care se aplică procesului la nivel local
Caracterizarea sistemelor electro-energetice În cazul sistemului de conducere descentralizat datorita existentei mai multor sisteme de conducere in paralel pot aparea conflicte în acest caz pentru o conducere optima se realizeaza o conducerea ierarhizata sub indrumarea unui sistem de conducere central (SCC) care are rolul de a rezolva posibilele conflictele dintre subprobleme astfel încât sã creeze un optim pentru întregul sistem. Conducerea ierarhizată presupune : q descompunerea în subsisteme (subprocese, subprobleme) - SC de dimensiune mai mică q subsistemele nu sunt independente (există interconexiuni) q conducere optimală (pe subprocese) q sisteme de luare a deciziilor, organizate pe mai multe nivele, fiecăruia atribuindu-se o anumită problemă specifică. 18
Caracterizarea sistemelor electro-energetice Exista doua tipuri de structuri ierarhizate de conducere : a) multistrat (la nivel local) b) multinivel (la nivel naţional) Strat superior SCC Nivel superior Strat inferior SC1 SC2 SCn Nivel local SC PROCES PROCES a) b) 19
Caracterizarea sistemelor electro-energetice TOP - DOWN 3 2 SISTEM EE SUBSISTEM 1 ELEMENTE ALE SUBSISTEMELOR BOTTOM -UP 20
Caracterizarea sistemelor electro-energetice Conducerea prin dispecer a SEN Scopul conducerii SEN este exploatarea coordonata a instalaţiilor si echipamentelor componente, care necesita o conducere si comanda unitara si ierarhizata pentru: q funcţionarea unitara a SEN si alimentarea cu energie electrica a consumatorilor in condiţii de siguranţa, calitate si economicitate; q utilizarea raţionala a resurselor hidroenergetice si a combustibililor pentru producerea energiei electrice, ţinând seama si de existenta CNE; q cogenerarea energiei electrice si energiei termice, produsa prin termoficare, in vederea folosirii raţionale si economice a resurselor energetice; q asigurarea unui echilibru permanent intre producţia si consumul de energie electrica in scopul menţinerii frecventei de funcţionare in limitele admisibile in cazul funcţionarii izolate; q reglarea schimburilor de energie electrica cu sistemele energetice ale altor tari, in cazul funcţionarii interconectate; q coordonarea regimurilor de funcţionare si a manevrelor din instalaţiile 21 energetice ale SEN in regim normal de funcţionare si in situaţii de incidente.
22
Caracterizarea sistemelor electro-energetice Conducerea prin dispecer a SEN Conducerea sistemului electroenergetic privita prin prisma teoriei sistemelor ierarhizate consta practic in organizarea acesteia pe mai multe nivele principale. Fiecare nivel reprezinta un ansamblu integrat de subsisteme de nivel inferior, conduse de catre un coordonator (dispecer) subordonat nivelului ierarhic superior. Aceste nivele, in ordinea cresterii gradului si importantei deciziei sunt : Nivelul 4 - Dispecerul Energetic Central (DEC) Nivelul 3 - Dispeceri Energetici Teritoriali (DET) Nivelul 2 Dispeceri Energetici Zonali care pot fi : de reţele electrice (DRE) de hidroamenajare (DHA) Nivelul 1 Dispeceri Energetici Locali care pot fi: de reţele electrice (DEL) de centrale electrice CTE, CET, CHE, CNE, (DLC DST) de termoficare (DT) 23 ai consumatorilor (DELC).
Caracterizarea sistemelor electro-energetice Conducerea prin dispecer a SEN Sistem energetic Dispecer energetic national Nivelul 4 Subsisteme electroenergetice Dispecer energetic teritorial Nivelul 3 Dispecer energetic zonal Nivelul 2 Retele electrice, Centrale electrice, Consumatori Dispeceri energetici locali Nivelul 1 24