Области функциональных состояний в задачах управления электротехническими системами

  • Александр Васильевич Саушев
  • Николай Викторович Широков
Ключевые слова: электротехническая система, техническое состояние, области функциональных состояний, область работоспособности, управление состоянием

Аннотация

Статья посвящена морфологическому анализу технических состояний электротехнических систем. На основе анализа вводятся в рассмотрение области функциональных состояний, информация о которых используется для решения задач управления состоянием электротехнических систем. Показано, что в литературе отсутствует однозначное толкование важнейших понятий, связанных с категорией «состояние». Рассмотрены параметры электротехнических систем. Приводится классификация видов состояний, основанная на действующих стандартах. Введены в рассмотрение области функциональных состояний для задач параметрического и структурного управления, направленных на обеспечение работоспособности и живучести электротехнических систем. Получено аналитическое описание областей работоспособности и работоспособного функционирования, основанное на применении теории логических R-функций, инвариантное форме области и размерности задачи. На конкретных примерах рассмотрено применение аналитического описания областей функциональных состояний для решения задач параметрического и структурного синтеза. При этом задача структурного синтеза сводится к предупредительному управлению элементами судовой электроэнергетической системы, обеспечивающему живучесть электростанции и всего судна в целом.

Биографии авторов

Александр Васильевич Саушев

доктор техн. наук, доцент, заведующий кафедрой электропривода и электрооборудования береговых установок, Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург, Россия; saushev@bk.ru

Николай Викторович Широков

кандидат техн. наук, доцент, доцент кафедры электропривода и электрооборудования береговых установок, Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова, Санкт-Петербург, Россия; shirokovn@inbox.ru

Литература

1. Саушев А.В., Широков Н.В. Методы, модели и алгоритмы предупредительного управления состоянием автономных электроэнергетических систем. СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова, 2023, 212 с.
2. Saleh S., Chowdhury A.M., Survivability M.R. Analysis of Impacts of Load-Side Activities on Power Systems. – IEEE Transactions on Industry Applications, 2022, vol. 58, No. 2, pp. 1869–1878, DOI: 10.1109/TIA.2022.3146102.
3. Ataseven K., Yılmaz H. On the Assessment of Survivability of Surface Combatants. – Journal of Naval Sciences and Engineering, 2019, vol. 15, No. 1, pp. 63–85.
4. Pirmatov N. et al. Improving the Efficiency and Survivability of Synchronous Machines with Biaxial Excitation During Operation in Transient Processes. – AIP Conference Proceedings, 2024, vol. 3152, No. 1, DOI: 10.1063/5.0218824.
5. Afzal S. et al. State‐of‐the‐Art Review on Power System Resilience and Assessment Techniques. – IET Generation, Transmission & Distribution, 2020, vol. 14, No. 25, pp. 6107–6121, DOI: 10.1049/iet-gtd.2020.0531.
6. Rosales-Asensio E. et al. Resilience Framework, Methods, and Metrics for the Prioritization of Critical Electrical Grid Customers. – Electronics, 2022, vol. 11, No. 14, DOI: 10.3390/electronics11142246.
7. Paul S. et al. Resilience Assessment and Planning in Power Distribution Systems: Past and Future Considerations. – Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2024, vol. 189, DOI: 10.1016/j.rser.2023.113991.
8. Назарычев А.Н., Пугачев А.А., Андреев Д.А. Риск-ориентированное управление эксплуатацией электрооборудования с учетом его технического состояния. – Электроэнергия. Передача и распределение, 2020, № 6 (63), с. 134–135.
9. Федоров М.П. и др. Задачи управления техническим состоянием оборудования АЭС – Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки, 2019, т. 25, № 4, с. 23–30.
10. Саушев А.В. Области работоспособности электротехнических систем. СПб.: Политехника, 2013, 412 с.
11. Воронин В.В. Систематизация и формализация базовых понятий технической диагностики. – Информатика и системы управления, 2024, № 1 (79), с. 60–71.
12. Абрамов О.В. Дестабилизирующие факторы и случайные процессы изменения параметров технических устройств и систем. – Надежность и качество сложных систем, 2024, № 1, с. 13–20.
13. Saushev A., Shirokov N., Kuznetsov S. Preventive Protection of Ship's Electric Power System from Reverse Power. – International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2019, 2021, рp. 388–398. DOI: 10.1007/978-3-030-57450-5_33.
14. Anam M. I., Nguyen T. T., Vu T. Risk-Based Preventive Energy Management for Resilient Microgrids. – International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2023, vol. 154, DOI: 10.2139/ssrn.4245626.
15. Göksu B., Şakar C., Yüksel O. A Probabilistic Assessment of Ship Blackout Incident with Fault Tree Analysis into (FTA) Bayesian Network (BN) – Journal of Marine Engineering & Technology, 2024, vol. 24, No. 1, pp. 54–69, DOI: 10.1080/20464177.2024.2423425.
16. Ibrion M., Paltrinieri N., Nejad A.R. Learning from Failures in Cruise Ship Industry: The Blackout of Viking Sky in Hustadvika, Norway. – Engineering Failure Analysis, 2021, vol. 125, DOI: 10.1016/j.engfailanal.2021.105355.
17. Im J., Rho B., Lee S. Empirical Case Study of Black-Out Incident Caused by Incomplete Combustion and Blow-by in Ship Generator Engines. – Journal of Advanced Marine Engineering and Technology (JAMET), 2024, vol. 48, No. 4, pp. 186–197.
#
1. Saushev A.V., Shirokov N.V. Metody, modeli i algoritmy pre-dupreditel’nogo upravleniya sostoyaniem avtonomnyh elektroener-geticheskih sistem (Methods, Models and Algorithms of Preventive Management of the State of Autonomous Electric Power Systems). SPb.: Izd-vo GUMRF im. adm. S. O. Makarova, 2023, 212 p.
2. Saleh S., Chowdhury A.M., Survivability M.R. Analysis of Impacts of Load-Side Activities on Power Systems. – IEEE Transactions on Industry Applications, 2022, vol. 58, No. 2, pp. 1869–1878, DOI: 10.1109/TIA.2022.3146102.
3. Ataseven K., Yılmaz H. On the Assessment of Survivability of Surface Combatants. – Journal of Naval Sciences and Engineering, 2019, vol. 15, No. 1, pp. 63–85.
4. Pirmatov N. et al. Improving the Efficiency and Survivability of Synchronous Machines with Biaxial Excitation During Operation in Transient Processes. – AIP Conference Proceedings, 2024, vol. 3152, No. 1, DOI: 10.1063/5.0218824.
5. Afzal S. et al. State‐of‐the‐Art Review on Power System Resilience and Assessment Techniques. – IET Generation, Transmission & Distribution, 2020, vol. 14, No. 25, pp. 6107–6121, DOI: 10.1049/iet-gtd.2020.0531.
6. Rosales-Asensio E. et al. Resilience Framework, Methods, and Metrics for the Prioritization of Critical Electrical Grid Customers. – Electronics, 2022, vol. 11, No. 14, DOI: 10.3390/electronics11142246.
7. Paul S. et al. Resilience Assessment and Planning in Power Distribu-tion Systems: Past and Future Considerations. – Renewable and Sustainab-le Energy Reviews, 2024, vol. 189, DOI: 10.1016/j.rser.2023.113991.
8. Nazarychev A.N., Pugachev A.A., Andreev D.A. Elektro-energiya. Peredacha i raspredelenie – in Russ. (Electricity. Transmission and Distribution), 2020, No. 6 (63), pp. 134–135.
9. Fedorov M.P. et al. Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbPU. Estestvennye i inzhenernye nauki – in Russ. (Scientific and Technical Bulletins of SPbPU. Natural and Engineering Sciences), 2019, vol. 25, No. 4, pp. 23–30.
10. Saushev A.V. Oblasti rabotosposobnosti elektrotehnicheskih sistem (Areas of Operability of Electrical Systems). SPb.: Politehnika, 2013, 412 p.
11. Voronin V.V. Informatika i sistemy upravleniya – in Russ. (Computer Science and Management Systems), 2024, No. 1 (79), pp. 60–71.
12. Abramov O.V. Nadezhnost’ i kachestvo slozhnyh sistem – in Russ. (Reliability and Quality of Complex Systems), 2024, No. 1, pp. 13–20.
13. Saushev A., Shirokov N., Kuznetsov S. Preventive Protection of Ship's Electric Power System from Reverse Power. – International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2019, 2021, Pp. 388–398. DOI: 10.1007/978-3-030-57450-5_33.
14. Anam M.I., Nguyen T.T., Vu T. Risk-Based Preventive Energy Management for Resilient Microgrids. – International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2023, vol. 154, DOI: 10.2139/ssrn.4245626.
15. Göksu B., Şakar C., Yüksel O. A Probabilistic Assessment of Ship Blackout Incident with Fault Tree Analysis into (FTA) Bayesian Network (BN) – Journal of Marine Engineering & Technology, 2024, vol. 24, No. 1, pp. 54–69, DOI: 10.1080/20464177.2024.2423425.
16. Ibrion M., Paltrinieri N., Nejad A.R. Learning from Failures in Cruise Ship Industry: The Blackout of Viking Sky in Hustadvika, Norway. – Engineering Failure Analysis, 2021, vol. 125, DOI: 10.1016/j.engfailanal.2021.105355.
17. Im J., Rho B., Lee S. Empirical Case Study of Black-Out Incident Caused by Incomplete Combustion and Blow-by in Ship Generator Engines. – Journal of Advanced Marine Engineering and Technology (JAMET), 2024, vol. 48, No. 4, pp. 186–197
Опубликован
2025-06-26
Раздел
Статьи