10.6. ФОРМАЛИЗОВАННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В ЗАДАЧАХ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Для оценки рассмотренных выше показателей необходимо построить математическую модель всего предприятия в целом и по ней, пользуясь фактическими показателями рассматриваемого предприятия, произвести необходимые расчеты. Требуемая модель предприятия должна строиться в агрегативной форме, когда все имеющиеся на предприятии производственные объекты разделяются на подмножества, объединяемые в общих для них моделях агрегатов [184].
Основной принцип, которого предлагается придерживаться при отборе подмножества производственных механизмов для объединения в одном агрегате, заключается в соблюдении между этими механизмами взаимосвязи, носящей на языке математической теории отношений название ’’отношения эквивалентности”. Можно указать два характерных условия, когда это отношение соблюдается в рассматриваемой постановке задачи: 1) когда исключение из выделенного подмножества любых совокупностей механизмов приведет к срыву работы подмножества; 2) когда нарушение работы одного или нескольких механизмов не сказывается на работе остальных механизмов подмножества. В том и в другом случае математическое описание последствий отключения любой группы механизмов, входящих в выделенное подмножество, может быть единым.
При разделении множества объектов производства на подмножества, относимые к разным агрегатам, следует Также руководствоваться правилом, которое заключается в том, что выделенные объекты производства должны быть отделены от остального, связанного с ними оборудования общими промежуточными накопителями частично обработанной продукции. При этом внутренние отношения объектов, входящих в агрегат, могут быть описаны тремя схемами. Две уже были рассмотрены выше, а третья представляет собой ту или иную комбинацию первых двух, т.е. выделенное подмножество может быть, в свою очередь, разбито на две (или более) группы, в каждой из которых работа механизмов либо жестко связана, либо взаимно независима. Все группы в этой схеме между собой функционально жестко связаны и работают одновременно. Полное нарушение работоспособности таких подмножеств происходит при отключении хотя бы одного механизма из первой группы или всех механизмов второй группы.
Каждый выделенный агрегат в модели производства характеризуется следующими наборами характеристик, отражающих влияние на функциональные и экономические характеристики агрегата, оказываемое нарушением режима электроснабжения или разрывом внешних связей агрегата:
- Р - потребляемая агрегатом из сети мощность при работе в режиме, обеспечивающем выполнение планового задания;
- зависимость времени простоя агрегата от длительности нарушения его электроснабжения;
- зависимость времени простоя агрегата от длительности разрыва технологических связей;
- зависимость суммарного ущерба при нарушениях режима электроснабжения агрегата ;
- зависимость суммарного ущерба при разрывах технологических связей агрегата от tпр.
Нарушение электроснабжения агрегата, как правило, сопровождается отладкой технологического процесса и постепенным повышением производительности до значения, обусловленного выполнением планового задания. Общая длительность простоя агрегата при нарушениях его электроснабжения длительностью tз
(10.21)
где
- время от возобновления технологического
процесса до начала выпуска продукции; tпуск - время от начала выпуска продукции по восстановления требуемой производительности (если выпуск продукции за время tпуcк отнести к плановой производительности, то получим
Ущерб на агрегате имеет место не только на интервале отключения электроприемников, но и на последующих интервалах восстановления технологического процесса tтнх и работы с сокращенным выпуском продукции tпуcк. Эти составляющие также учитываются в формулах оценки среднего суммарного ущерба по агрегату.
Количественная оценка tΤΧΗ и tпуcк производится по результатам обследования и экспертного опроса работников технологических служб предприятий.
Третья характеристика строится аналогично второй с заменой tэ на tсв.
При нарушении работы агрегата вследствие разрыва связей имеется возможность произвести организованный останов этого участка. Пятая характеристика в отличие от четвертой не содержит составляющих, вызываемых внезапным отключением электроприемников агрегата.
Для анализа влияния на последствия регулирования взаимной связанности агрегатов необходимо не только знать о наличии связей между ними, но и располагать сведениями о временных резервах, создаваемых за счет накопления продукции в накопителях на связях. Заполненность накопителей зависит от многих условий, значительная часть из которых носит случайный характер. Поэтому связи следует характеризовать законом распределения возможного времени использования установленных на них накопителей.
Индексы ί и j указывают номера агрегатов, которые объединяет накопитель. Форма и параметры этого закона устанавливаются на основании обработки данных о емкости накопителя Вij, часовой производительности агрегатов, объединяемых накопителем при работе в режиме, обеспечивающем выполнение планового задания Пi=Пj, и статистических данных о фактических заполнениях накопителя за предыдущие периоды работы предприятия.
10.7. МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕАКЦИИ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА РЕГУЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ
Рассмотрим основные принципы системного анализа последствий регулирования электропотребления на примере технологической схемы с последовательным соединением агрегатов (рис. 10.1, с) (промежуточные накопители на рисунке изображены треугольниками).
Рис. 10.1. Технологическая схема с последовательным (а) и параллельным (б) соединением агрегатов
Управление электропотреблением промышленного предприятия в нормальных режимах ЭЭС целесообразно производить отключением электроприемников индивидуальными аппаратами управления. Основная функция диспетчерских служб при этом будет сводиться к контролю за соблюдением назначенных режимов электропотребления на объектах производства.
При возникновении аварийных дефицитов мощности в ЭЭС отсутствие запаса времени для снижения потребляемой мощности вручную отключением индивидуальных аппаратов управления, а также высокая степень неоднозначности требуемой глубины и длительности регулирования электрических нагрузок предприятия вынуждают производить снижение нагрузки отключением групповых аппаратов управления, доступных диспетчерским службам.
Отключение групповых аппаратов управления приходится производить также при автоматическом снижении электрических нагрузок потребителя (АЧР, САОН).
Ожидаемое снижение электрических нагрузок и выбор состава отключаемых для этой цели аппаратов управления в схеме электроснабжения должны определяться на основании анализа влияния этих отключений на работу объектов технологической схемы производства. Связь между ними осуществляется через электроприемники. Причем объектам системы электроснабжения и агрегатам производственной системы, на которых будет сказываться изменение состояния этих объектов электроснабжения, можно поставить в соответствие строго определенную совокупность связующих электроприемников. Поэтому модели агрегатов производства мы будем отображать через подмножества обслуживающих их электроприемников. Точно так же и модель объектов системы электроснабжения должна быть отображена через подмножества электроприемников, обеспечивающих электроэнергией от соответствующих узлов нагрузки системы электроснабжения. Такое построение моделей производственной системы и системы электроснабжения предприятия позволяет правильно решать задачу управления производством через систему электроснабжения.
Анализ связей графов моделей производства и системы электроснабжения, отображенных через подмножества электроприемников предприятия, выполняется сопоставлением их вершин. После выявления общих элементов в вершинах графов строится двудольный граф связей, получаемый объединением ребрами вершин разных графов, имеющих общие электроприемники. Двудольный граф позволит судить о последствиях погашения узлов нагрузки.
При возникновении аварийных дефицитов мощности ЭЭС производит регулирование нагрузки потребителей, располагая по отношению к каждому ί-му потребителю тремя переменными: отключаемой мощностью ΔΡi; длительностью ее отключения tэ1 и интервалом времени между отключениями мощности Тi.
Какие ограничения по этим переменным необходимо учитывать и чем они вызваны?
Величина ΔΡ оказывает влияние на функциональные возможности производства. Ею можно управлять дискретно, и есть предел, превышение которого приводит к полному разрушению технологического процесса у потребителей энергии.
Величина tэ1 влияет на возможности исчерпания внутренних резервов предприятия и разрывы связей между агрегатами данного предприятия, а также на полное разрушение технологического процесса и на разрыв его внешних связей с другими народнохозяйственными объектами. Разрывы внутренних связей сопровождаются дополнительным снижением потребляемой предприятием мощности и могут привести к существенному превышению фактического снижения потребляемой мощности ΔΡф1 по сравнению с заданным электроэнергетической системой.
Сокращение Ti приводит к исчерпанию внутренних запасов и к невозможности компенсировать недовыпуск продукции вследствие ограниченности резерва производительности оборудования.
Используя имеющиеся резервы производительности агрегатов и возможности накопления на связях между агрегатами запасов продукции, потребитель стремится не допустить разрыва связей при вынужденных отключениях агрегатов и исключить срывы выпуска товарной продукции. Однако это удается осуществить только при условии, что заданные диспетчерской службой ЭЭС значения ΔΡi, tэ1, Ti, не будут выходить за допустимые пределы.
Существующий уровень надежности оборудования в ЭЭС позволяет в большинстве случаев, подбирая состав ограничиваемых потребителей и параметры ограничения, не допустить полного разрушения производственного процесса и нарушения потребителями электроэнергии своих обязательств по выпуску продукции. Более того, во многих случаях за счет согласованного назначения величины ∆Рi и недопущения выхода tэ1 и Тi за предел, приводящий к разрыву связей, имеется возможность не допустить излишнего разрушения производственного процесса и увеличения экономических потерь предприятия от вынужденного отключения электроприемников.
Поэтому допустимые и целесообразные пределы, ступени и повторяемость регулирования электронагрузок каждого предприятия должны быть известны не только технологам и оперативным энергетическим службам предприятий, но и диспетчерским службам ЭЭС, выбирающим и контролирующим решения по ограничениям в послеаварийных режимах ЭЭС.
