Structuri de conducere
ierarhizată a sistemelor
electroenergetice
Sl.dr.ing. Iulia STAMATESCU
CURS 2
Pana in prezent
Ce stim?
Problematia Conducerii
SEE
Teoria sistemelor
Analiza sistemelor
informatice
2
Problematica conducerii SEE - Teoria sistemelor
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.
Ce stim - Pana in prezent
3
Problematica conducerii SEE
� 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)
Ce stim - Pana in prezent
4
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
Curs 2 - Cuprins
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
Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent
9
Problematica conducerii SEE - Teoria mutiagent
10
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 problema- rezolvarea 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
14
DEC in Viziunea CPS
Problematica conducerii SEE - Cyber – Physical System
Procesele energetice pot fi privite ca sisteme mari, distribuite caracterizate prin:
q structură interconectatăq existenţa mai multor obiective de atins (stare conflictuală)q dimensiuni mariq restricţii în ceea ce priveşte structura informaţieiq 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 (IE - relaţia cu mediul exterior, date de proiectare; IP - modul de desfăşurare al procesului).
PROCESUL SISTEMUL DE CONDUCEREIE
IP
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. geograficq sistemul are acces la toate informaţiile din procesq întregul sistem participă în mod egal la acţiunile de luare a deciziilor şi de elaborare a comenzilor
q presupune descompunerea proceselor în subproceseq fiecare subsistem are acces la un anumit câmp informaţionalq SC nu au legături directe între eleq SC elaborează comenzi şi decizii care se aplică procesului la nivel local
17
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 micăq 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
Strat inferior
PROCES
SC
SCn SC2 SC1
SCC
PROCES
Nivel
superior
Nivel
local
a) b) 19
Caracterizarea sistemelor electro-energetice
20
ELEMENTE ALESUBSISTEMELOR
SISTEMEE
SUBSISTEM
TOP - DOWN
BOTTOM -UP
3
2
1
Caracterizarea sistemelor electro-energetice
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 energetice ale SEN in regim normal de funcţionare si in situaţii de incidente.
21
Caracterizarea sistemelor electro-energetice
Conducerea prin dispecer a SEN
22
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)• ai consumatorilor (DELC).
23
Conducerea prin dispecer a SENCaracterizarea sistemelor
electro-energetice
Sistem energetic Dispecer energetic national
Subsisteme electroenergetice Dispecer energetic teritorial
Dispecer energetic zonal
Retele electrice,
Centrale electrice, Consumatori Dispeceri energetici locali
Nivelul 1
Nivelul 2
Nivelul 3
Nivelul 4
24
Caracterizarea sistemelor electro-energetice
Conducerea prin dispecer a SEN