Результатом дисертаційної роботи є розробка на основі сучасних інформаційних технологій методології побудови і створення ІКС для локальних об'єктів ЕЕС, які на сучасному етапі розвитку електроенергетики України забезпечують розв’язання актуальної науково-технічної проблеми і якісно новий рівень автоматизованого керування локальними об'єктами і елементами ЕЕС. У дисертації одержані наступні результати: 1. Аналіз тенденцій побудови АСУТП, сучасних інформаційних технологій, особливостей технологічних задач автоматизованого керування локальними об'єктами ЕЕС в умовах структурної перебудови енергетики і створення енергетичного ринку показав, що децентралізація управління приводить до появи ряду проблем, які необхідно вирішувати для забезпечення надійності електропостачання. Відзначаються такі фактори, як порушення ієрархічних зв'язків системи керування, що охоплювала раніше єдину ЕЕС, значне зростання числа технологічних задач і їх різноманітність, динамічність ситуацій, які необхідно аналізувати при керуванні локальними електроенергетичними об’єктами. 2. Встановлено, що відсутній єдиний концептуальний підхід до проблеми інформаційного забезпечення задач керування, що реалізується позадачний спосіб ведення інформації. Об'єктно-орієнтована технологія програмування, сучасні спеціалізовані інтегровані пакети в більшій мірі відповідають вимогам інженера-дослідника, ніж інженера-технолога. Показано, що для прийняття рішень по управлінню локальними електроенергетичними об'єктами необхідно створити механізми, що забезпечують, як мінімум, цілісне бачення об'єкта в актуальному стані і в динаміці при взаємодії об’єктів як один з одним, так і з системою управління, розгляди різних альтернативних варіантів розвитку всієї цієї системи, а також звуження різноманіття (редукцію) цих альтернатив на основі цільових критеріїв. 3. Розроблені положення, правила і принципи представлення елементів ЕЕС для реалізації в ІКС технології керування з позиції інженера-електрика, створення моделі об’єкта у виді окремо адаптуємих складових, універсального представлення об’єкта в графічній і табличних формах, забезпечення інтеграції інформації, універсальної взаємодії об’єктів, формування законів керування динамічними режимами роботи генераторів для забезпечення якості перехідного процесу, представлення інтелектуальних процесів в БЗ. Розроблена методологія побудови ІКС локальними об'єктами ЕЕС, яка забезпечила створення компонент для реалізації ІКС у вигляді системи відкритого типу з автоматичним і автоматизованим створенням адаптованих моделей для імітаційного моделювання, інформаційної підтримки рішень персоналу, аналізу стану електроустаткування і роботи РЗ і ПА в аварійних ситуаціях. 4. Для побудови експертних систем визначені і обґрунтовані положення, правила, принципи, функціонально-структурні моделі створення інструментальних засобів роботи із знаннями процедурного типа, декомпозиції локального об’єкта (елемента), структурування і інтерпретації знань. Методологія побудови експертних систем діагностування забезпечила інтеграцію БД и БЗ об’єктів, декомпозицію множин причинно-наслідкових ситуацій, які відображують стан об’єкта. 5. Обґрунтована і реалізована концепція роздільної адаптації складових моделі локального об'єкта ЕЕС і подальшої інтеграції складових для створення моделі, що адекватна поточній ситуації. 6. Розроблена математична модель локального об'єкта ЕЕС, яка заснована не на загальній системі рівнянь для системи, а на сукупності елементів: генератори, вузли навантаження, мережа, для яких алгоритмічно розглядаються системи рівнянь. При цьому спрощується не тільки рішення технологічної задачі без прийняття яких-небудь допущень, що знижують точність, але й створюються умови для ефективного використовування автоматично побудованих за допомогою графічного інтерфейсу моделей об'єктів ЕЕС. Узгоджені методи рішення систем рівнянь з технологічними задачами. Вимогами до математичних моделей елементів і режимів є не створення універсальних моделей, а можливість автоматичної адаптації до актуального стану об'єкта і особливостей технологічної задачі і цільових посилок. У роботі виконане узагальнення існуючих моделей елементів, розроблено нову “спрощену” модель турбогенератора на основі частотних характеристик, яка на відміну від класичних “спрощених” моделей враховує фізичні процеси в роторі генератора. 7. Запропоновано метод формування законів керування електромеханічними процесами генераторів і інструментарій засобів для їх реалізації. Розроблено спосіб симетрування асинхронного режиму, який виникає при втраті збудження генератором, приведені оцінки ефективності його реалізації. Показано, що управління моментом турбіни, з метою забезпечення постійності амплітудного значення струму в обмотці статора, при роботі генератора в асинхронному режимі, дозволило зменшити негативний вплив вказаного режиму як на електричну систему, так і на генератор. 8. Одержані аналітичні вирази для розрахунку параметрів сталого асинхронного режиму генератора, які використовуються в БЗ діагностування генератора. Виконана оцінка впливу електромагнітних параметрів на екстремальні значення ковзання генератора, що працює в асинхронному режимі через втрату збудження. 9. Обґрунтований концептуальний підхід до технології ведення графічної і символьної інформації, який враховує, що експлуатація локальних об'єктів регламентується безліччю інструкцій (нормативно-довідкових і директивних матеріалів, результатами випробувань і т.д.). Запропонована і реалізована декомпозиція складних графічних зображень такого локального об'єкта, як електрична станція. Розроблена інтегрована інформаційна модель предметної області, що динамічно оновляється і яка задовольняє сучасним інформаційним технологіям, забезпечує функціонування ППЗ на єдиній інформаційній основі і спрощує взаємодію користувача з ПЕОМ. 10. Реалізована позамовна технологія програмування з позицій інженера-електрика для вирішення поточних і перспективних задач експлуатації. Забезпечено автоматичне формування математичних моделей на основі принципових схем електричних з'єднань, формування управляючих ознак для адаптації моделей і оцінки допустимості команд керування на основі інформації від систем збору і яка оперативно вводиться оператором. Розроблені багатофункціональні моделі, що здатні перебудовуватися і зберігати високий ступінь адекватності як при зміні цільових і оцінних установок, так і інформації. Реалізована можливість без зміни програмного коду модифікації частини математичної складової, яка пов'язана з узагальненим моделюванням роботи РЗ і ПА, і зберігається у вигляді логічних виразів в БЗ. Це дозволяє адаптувати інструментарій програмних засобів при зміні пристроїв РЗ і ПА. Розроблені методи і алгоритми адаптації моделей, що забезпечують виконання взаємозв'язаних вимог: адекватно відображати актуальний стан об'єкта, формувати алгоритм керування переводом об'єкта з актуального стану в стан, який відповідає меті керування. 11. Розроблені методи, алгоритми і програмні засоби для діагностування стану електроустаткування, виконання аналізу роботи РЗ і ПА, у тому числі і відмови вимикачів і засобів РЗ, помилкові спрацьовування РЗ. Створені методи побудови і інтерпретації БЗ на відміну від відомих не вимагають корекції інструментального ПЗ імітаційного моделювання і експертної системи при модернізації структури та корекції змісту БЗ, при зміні розташування і кількості датчиків сигналів, при зміні РЗ і ПА локального об'єкта і його елементів. 12. Розроблені інструментальні програмні засоби для реалізації прикладних експертних систем діагностування. Розроблені структури і створені бази знань для експертних систем діагностики силових трансформаторів і генераторів потужністю 200-300 МВт. З урахуванням рекомендованих пристроїв РЗ і ПА для ліній електропередачі, збірних шин, трансформаторів підстанцій і електричних станцій розроблені типові бази знань, алгоритми і модулі їх адаптації до конкретних елементів ЕЕС і до каналів реєстрації аналогової і дискретної інформації від пристроїв РЗ, ПА, систем управління вимикачами. Інструментарій програмних засобів для аналізу роботи пристроїв РЗ і ПА передбачає реалізацію двох варіантів аналізу: безпосередньо цифровим реєстратором і шляхом обробки інформації від реєстратора ПЕОМ ЛОМ. Створений класифікатор для цифрового реєстратора, що дозволяє на основі інформаційно-логічної моделі об'єкта будувати модель елемента, яка використовується при аналізі аварійних ситуацій. 13. Розроблений метод діагностування замикань витків обмотки збудження при роботі генератора в сталому режимі. Метод заснований на зіставленні струмів обмотки збудження. Порівнюють струми, що розраховується з урахуванням насичення магнітної системи і що вимірюється. У методі передбачений етап уточнення попереднього висновку по реакціях на збурення з боку АРЗ генератора. 14. Основні наукові результати та розроблені засоби впроваджено у виробництво та активно використовуються в навчальному процесі Донецького національного технічного університету. Основний зміст роботи відображено у наступних публікаціях: 1. Заболотный И.П., . Каплунов В.Б., Ларин А.М., Лернер Л.Г., Рогозин Г.Г. Анализ электромагнитных параметров и некоторых переходных процессов в турбогенераторах мощностью 500 МВт // Электротехника.–1984.-N10. – С. 14-18. 2. Конюхов А.И., Миняйло А.С., Заболотный И.П., Павлюков В.А. О возможности самозапуска двигателей собственных нужд блока АСТГ при его работе в асинхронном режиме // Вестник Львовского политехнического института "Электроэнергетические и электромеханические системы"-1987.- N12. - С. 35- 39. 3. Заболотный И.П., Ларин А.М., Заболотный Д.И. Автоматизированное рабочее место инженера предприятия электрических сетей // Энергетика и электрификация. - 1994. - N1. – С. 23-25. 4. Заболотный И.П. Анализ методов определения совокупности электромагнитных параметров синхронных генераторов // Сборник научных трудов энергетического факультета. Электромеханика и электроэнергетика. –Донецк: ДонГТУ. - 1996. – С. 93-97. 5. Ларин А.М., Заболотный И.П. Электронный тренажер по управлению асинхронными режимами турбогенераторов // Сборник научных трудов энергетического факультета. Электромеханика и электроэнергетика. –Донецк: ДонГТУ. - 1996. – С. 80-83. 6. Заболотный И.П., Ларин А.М., Павлюков В.А. Создание автоматизированных рабочих мест инженеров – электриков // Энергетика и электрификация. – 1996. - N4. – С. 39 – 40. 7. Заболотный И.П., Ларин А.М., Павлюков В.А. Разработка графического интерфейса автоматизированного рабочего места инженера- электрика // Изв.вузов Электромеханика. – 1997. - N1-2. – С. 68-69. 8. Заболотный И.П., Павлюков В.А Применение компьютерных технологий для управления электрическими системами // Технічна електродинаміка. - 1998. -Спеціальний випуск. - С. 90-99. 9. Заболотный И.П., Диа Ибрагим, Муравьев В.Г. Исследование возможности создания экспертных систем диагностики состояния и режимов работы оборудования электрических систем // Технічна електродинаміка. - 1998. - Спеціальний випуск. - С. 127-132. 10. Заболотный И.П., Диа Ибрагим. Разработка минимальной сложности математической модели генератора для анализа длительных переходных процессов в энергосистемах // Сборник научных трудов ДонГТУ. Серия: Электротехника и энергетика. - Донецк: ДонГТУ. – 1998. – Вып. 2. – С. 181-188. 11. Заболотный И.П. Развитие научных основ автоматизированных систем оперативного управления в энергетике // Сборник научных трудов ДонГТУ. Серия: Электротехника и энергетика. - Донецк: ДонГТУ. – 1998. – Вып. 2. – С. 189-193. 12. Заболотный И.П. Разработка методики формирования законов управления анормальными режимами работы электрических систем Кн. «Контроль і управління в складних системах” (КУСС-97). - Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця. – 1999. - Т.3. - С. 286-290. 13. Заболотный И.П., Диа Ибрагим. Экспертная система диагностики состояния генераторов электрических станций // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серия: обчислювальна техніка та автоматизація. – Донецьк: ДонДТУ. - 1999. – Вип. 3. - С. 51-56. 14. Заболотный И.П., Диа Ибрагим. Динамическая математическая модель электрической части ТЭС // Сборник научных трудов Донецкого государственного технического университета. Серия: электротехника и энергетика. - Донецк: ДонГТУ. – 1999. – Вып. 4. – С. 205-209. 15. Рогозин Г.Г., Заболотный И.П. Метод автоматического симметрирования асинхронного режима невозбужденного турбогенератора в электрической системе // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: обчислювальна техніка та автоматизація. - Донецьк: ДонДТУ. - 1999. – Вип. 12. – С. 91-97. 16. Заболотный И.П., Диа Ибрагим. Реализация функции контроля нагрева генератора с помощью экспертной системы диагностики // Энергетика и электрификация. – 1999. – N4. – С. 54-56. 17. Заболотный И.П., Кобазев В.П., Желтов Е.А. Алгоритмическая схема тренажера «АЧР» для оперативного персонала энергопредприятия // Сборник научных трудов Донецкого государственного технического университета. Серия: электротехника и энергетика. - Донецк: ДонГТУ. – 1999. – Вып. 4. – С. 191-194 18. Заболотный И.П. Симметрирование асинхронного режима генератора // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонДТУ. - 2000. – Вип. 17. – С. 190-193. 19. Заболотный И.П., Павлюков В.А. Метод оперативного формирования моделей электрических систем // Вісник Національного університету "Львівська політехніка”. - Львів: Львівська політехніка. – 2000. - №403. - С. 56-62. 20. Заболотный И.П. Моделирование режимов работы электрических систем в рамках информационно-управляющего комплекса // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: обчислювальна техніка та автоматизація. – Донецьк: ДонДТУ. - 2000. – Вип. 20. – С. 247 – 252. 21. Заболотный И.П., Павлюков В.А. Автоматизированная система оперативного управления локальными объектами электрических систем // Збірник наукових праць Донецького державного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонГТУ. - 2000. – Вип. 21. – С. 25-28. 22. Заболотный И.П. Реализация оценки вероятности события в экспертной системе диагностики генератора // Збірник наукових праць Донецького державного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонГТУ. - 2000. – Вип. 21: – С. 158-161. 23. Заболотный И.П., Ларина Е.Ю. Исследование динамических характеристик асинхронного двигателя смесителя компонентов в различных режимах работы // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: обчислювальна техніка та автоматизація. – Донецьк: ДонДТУ. - 2001. – Вип. 25. – С. 284 – 291. 24. Заболотный И.П., Гришанов С.А. Математическая модель для расчета динамических режимов электрической системы // Вісник Східноукраїнського Національного університету. - Луганськ: СНУ. - 2001. - №3 (37)–С. 79-85. 25. Заболотный И.П. Математические модели и методы анализа динамических режимов синхронных генераторов // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” Збірник наукових праць. Тематичний випуск: Проблеми удосконалення електричних машин і апаратів. Теорія і практика – Харків: НТУ “ХПІ”. – 2001. - №17. - С. 62-64 26. Заболотний І.П, Дмітрієва О.М. Збільшення діапазонів зміни напруги конденсаторними установками // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонДТУ. - 2001. – Вип. 28. – С. 143-147. 27. Заболотный И.П. Совершенствование методов анализа динамических режимов в электрических системах// Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: електротехніка і енергетика. – Донецьк: ДонДТУ. - 2001. – Вип. 28. – С. 148 – 151. 28. Заболотный И.П. Развитие теоретических основ и создание экспертных систем для локальных объектов электроэнергетической системы //Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація. - Донецьк: РВА ДонДТУ. - 2002. – Вип. 38. – С. 49 – 55 29. Заболотный И.П. Развитие теоретических основ и создание экспертных систем для режимов и электрооборудования локальных объектов электрической системы// Вісник Східноукраїнського Національного університету. - Луганськ: СНУ. - 2002. - №4 (50) – С. 129-137 30. Заболотный И.П. Развитие теоретических основ и создание метода автоматического формирования адаптируемой модели электроэнергетического объекта // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонДТУ. - 2002. – Вип. 41. – С. 83 – 89. 31. Заболотный И.П., Сазонов В.В. Экспертная система анализа аварийных ситуаций в электрических системах // Збірник наукових праць Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонНТУ. - 2002. – Вип. 50. – С. 165-171 32. Иванилов Б.Ю., Заболотный И.П. Средства наблюдения электроэнергетических объектов предприятия Рекон и результаты их использования при анализе системной аварии ЭС Украины 26 июля 2001 //Збірник наукових праць Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика.–Донецьк: ДонНТУ, 2002.-Вип. 50.–С. 172-176. 33. Рогозін Г.Г., Заболотний І.П., Ковязін В.О., Бех М.К. Перспективні способи діагностування міжвиткових замикань обмотки збудження турбогенератора // Збірник наукових праць Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонНТУ. - 2002. – Вип. 50. – С. 181-188. 34. Иванилов Б.Ю., Заболотный И.П. Оценка технологи регистрации и обработки информации // Электрические станции. – 2003. - №9. – С. 40-45. 35. Заболотный И.П. Автоматизация анализа аварийных ситуаций в электрических системах // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонНТУ, 2003. – Вип. 67. – С. 26-30. 36. Заболотный И.П. Определение внутренних коротких замыканий генератора с помощью экспертной системы диагностики // Вісник національного університету “Львівська політехніка”. – 2003. - №487. – С. 194-200. 37. Рогозин Г.Г., Заболотный И.П., Пятлина Н.Г., Невингловский А.В. Исследование переходных процессов в обмотке возбуждения генератора ТГВ-200М при квазиступенчатых диагностических воздействиях // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонНТУ. - 2003. – Вип. 67. – С. 14-20. 38. Заболотный И.П. Влияние погрешности каталожных данных асинхронного двигателя на электромагнитные параметры и параметры нестационарных режимов//Електротехніка і Електромеханіка.-2004.-№1.-С.29-32. 39. Заболотный И.П., Гришанов С.А. Анализ моделей турбогенераторов для исследования анормальных режимов работы // Вісник Кременчуцького державного політехнічного інституту. – 2004. – №2. – С. 174-177. 40. Заболотный И.П. Внеязыковая технология программирования в информационно-управляющей системе локальными объектами ЭЭС // Вісник Кременчуцького державного політехнічного інституту. – 2004. – №3. – С. 171-174. 41. Заболотный И.П., Гришанов С.А. Математическая модель узла генерации электроэнергетической системы // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Електротехніка і енергетика. - Донецьк: ДонНТУ. - 2004. – Вип. 79. – С. 90-95. 42. Способ управления синхронным генератором в асинхронном режиме. А.С. СССР/ Заболотный И.П., Рогозин Г.Г. - N1419456. Опубл. 1988, Бюл. № . С. 43. Zabolotny I.P., Larin A.M., Larina I.I., Penkov O.V. The simulating of dynamic regimes of the turbogenerator on the IBM PC // Materialy Konferencyjne XXXI miedzynarodowe symposium maszyn elektrycznych Maszyny synchroniczne. – Gliwice. - 1995. Sept. 1995. - Р. 383 – 385. 44. Rogozin G.G., Zabolotny. Symmetrization of Asynchronous Condition Caused by Excitation Loss of a Turbogenerator in Electrical System // International AEGEAN Conference on Electrical Machines and Power Electronics. – Technical University Ankara, Turkey. – 2004. – Р. 308-311. 45. Заболотный И.П., Ларин А.М. Программное обеспечение автоматизированного учебного курса // Тезисы докладов республиканской научно- методической конференции: Нові технології підготовки спеціалістів з вищою технічною освітою за тристепеневою системою.–Вінниця.-1996. - С. 93-97. 46. Заболотный И.П. Подготовка специалистов по управлению электрическими системами на базе современных информационных технологий// Збірник доповідей науково-методичної конференції: Шляхи та проблеми входження України в світовий освітянський простір”. – Вінниця. – 1999. - Т. 2. - С. 231-235. 47. Заболотный И.П Методы анализа асинхронных режимов в электрических системах// Сборник трудов научно-технической конференции Энергосистема: управление, качество, безопасность. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. – С. 136-139. Особистий внесок здобувача. У друкованих роботах, що опубліковані в співавторстві, автору належить: - метод врахування впливу насичення на електромагнітні параметри генератора, алгоритм моделювання режимів [1]; математична модель машин змінного струму [2, 5, 10, 43]; структура і компоненти пристрою [42]; структура і компоненти, інформаційно-логічна модель АРМ [3]; структура, компоненти і їх функції [45]; спосіб ведення інформації, структура АРМ [6]; структура інтерфейсу [7]; вимоги до АСУ, технологія рішення задач управління [8]; принципи створення експертних систем діагностування [9]; структура бази знань, алгоритм обробки таблиць рішень [13]; інформаційно-логічна модель ТЕС [14]; структурна схема і алгоритм управління, математична модель, аналіз [15, 44]; декомпозиція ситуацій за рахунок виявлення зв'язків таблиць рішень, форми екранів [16]; структурна схема і модель АЧР [17]; структура графічного інтерфейсу, функції компонент, методи формування моделі об'єкта [19]; критерії режимів, схема управління локальним об'єктом ЕЕС, структури компонент інтерфейсу [21]; аналіз режимів асинхронних двигунів [23]; обґрунтування моделі об'єкта і відпрацювання питань, пов'язаних з моделюванням, модель генератора [24]; методи оцінки діапазонів зміни напруг [26]; метод аналізу роботи РЗ і ПА (концепція, структура, блок-схема) [31]; аналіз режиму [32, 34]; обґрунтування моделі пошкоджень, визначення параметрів, аналіз [33]; обґрунтування схем заміщення [37]; обґрунтування питань, зв'язаних математичними моделями машин змінного струму і урахуванням насичення [39]; обґрунтування питань адаптації складових моделі електричної станції до актуального стану, віддзеркалення РЗ і ПА в базі знань [41]. | 