Курсовая работа: Основы теории живучести

m – число защитных коммутационных аппаратов, через которые прошел сквозной аварийный ток (при этом действие их основной или резервной релейной защиты обязательно), или число коммутационных аппаратов с АВР, которые отказали во включении; n – число единиц электрооборудования, получающих электроэнергию от данного узла нагрузки. Формула (1) справедлива при выполнении двух условий: - интервал времени между появлениями КЗ в элементе сети и интервалы времени между отказами в срабатывании системы отключения защитного коммутационного аппарата не противоречат экспоненциальной функции распределения вероятностей с параметрами соответственно и ; - должно выполняться неравенство . В том случае, если второе условие не соблюдается на кафедре электроснабжения промышленных предприятий и городов Донецкого национального технического университета предложены математические модели в виде систем линейных дифференциальных уравнений, позволяющих прогнозировать вероятность появления цепочечных (каскадных) аварий практически любой глубины в энергосистемах и сетях промышленных предприятий. Там же разработаны принципы построения схем замещения для оценки сложных аварийных ситуаций, дана методика сбора и обработки необходимой для расчетов статистической информации.

При выводе формулы (1) приняты следующие допущения: - устройства релейной защиты могут выходить из строя только тогда, когда они находятся в режиме ожидания; - если к моменту возникновения повреждения в сети, на которое должна реагировать релейная защита, она находилась в работоспособном состоянии, то маловероятен ее выход из строя в режиме тревоги [18,19]; - отказы в схемах релейной защиты и приводе выключателя выявляются и устраняются только в результате абсолютно надежных профилактических проверок ; - под отказом в срабатывании защитного коммутационного аппарата будем понимать такой, который приводит к отказу в отключении поврежденного элемента сети при КЗ в зоне действия его релейной защиты [20]. В том случае, если сроки профилактики систем отключения всех защитных коммутационных аппаратов рассматриваемой системы будут одинаковы (т.е. ), тогда формула (1) примет вид

, (2)

Для подстанции, изображенной на рис.1, была составлена схема замещения и получена формула для определения ее живучести.

Под потерей живучести подстанции будем понимать вероятность наступления такого события в течение времени t, при котором подстанция перестает снабжать электроэнергией все потребители.

Рис. 1- Схема подстанции Смолянка-220 кВ

Телекоммуникационные системы и услуги.

В этом разделе рассматривается живучесть и надежность телекоммуникационных систем. Бурный рост телекоммуникационных услуг (на фоне всеобщего промышленного спада) определил необходимость разделения отдела на два с одновременным усилением направлений, связанных с моделированием систем информатики. Таким образом, новый отдел телекоммуникационных систем был основан с целью разработки новых технологий в области информационных телекоммуникационных систем и доведения этих технологий до реального пользователя.

В связи с этим перед отделом были поставлены следующие задачи:

-- разработка математических и имитационных моделей и методов анализа и синтеза информационных сетей, удовлетворяющих заданным требованиям. Например, живучестью, надежностью или качеством функционирования;

-- разработка ГИС-технологий проектирования и эксплуатации сетей электросвязи различного назначения;

-- разработка новых информационных технологий и систем для предоставления принципиально новых услуг для населения и организаций.

Работы по первым двум направлениям ведутся почти с самого основания института. Здесь получены практически важные и интересные результаты. Так, например, разработка нового математического объекта "гиперсети" и соответствующей теории позволили провести еще в 1981 году системный анализ живучести правительственных сетей связи СССР, который показал их высокую уязвимость. Было показано, что при проектировании этих сетей не учитывались специальные требования к трассировке арендных каналов на магистральных сетях связи страны.

Новая математическая модель и разработанные в связи с данной задачей методы позволили не только анализировать живучесть любых сетей, но и решать задачи синтеза коммуникационных и транспортных сетей с заданными структурными требованиями и ограничениями. В настоящее время эти методы могут использоваться при создании современных цифровых сетей связи.

Методы автоматизации проектирования сетей электросвязи, разработанные в те же годы, нашли свое продолжение в технологии паспортизации сетей электросвязи г.Бердска и Искитимского района с помощью геоинформационной системы, созданной нашими коллегами, сотрудниками фирмы "СОТО".

В настоящее время эти работы интегрируются в единую систему моделирования и оптимизации транспортных и коммуникационных сетей различного назначения (связь, дороги, трубопроводы, ж.д. транспорт и т.д.). Система используется не только в науке и учебном процессе, но и в различных отраслях. В этой системе будут заложены ранее полученные результаты по оптимальному построению систем дискретного имитационного моделирования и их интеллектуализации -- работы велись еще в отделе моделирования систем информатики. В последние два года они получили развитие уже в рамках отдела телекоммуникационных систем.

К сожалению, по третьему направлению прошла черная полоса. Что касается научных и технологических результатов, то здесь все в порядке, а вот их практического воплощения, несмотря на принятые колоссальные усилия, не получилось. Например, разработанные нами еще в 1992 году программно-аппаратные средства для предоставления услуг "речевой почты" и организации автоматических справочных служб для населения не нашли своего заказчика. Работа выполнялась в рамках программы "Информатизация России". В те годы таких услуг не было не только у нас, но и за рубежом. Впрочем, и сейчас населению недоступны автоматические телефонные справочные, управляемые абонентом.

Новые технологии можно было бы использовать для создания автоматических аудио-библиотек для слепых (да и не только для них): заказываешь по телефону нужную литературу и тут же прослушиваешь (данный проект финансировался РФФИ).

Еще более интересен и достаточно хорошо проработан проект создания городской системы приема-передачи сигнальной информации для принципиально новых услуг, а также -- существующих, но по более низким расценкам.

Суть системы заключается в том, что на структуру городской телефонной сети накладывается сеть передачи данных для обработки сигналов, полученных от абонентов, по радиоканалу. Причем, число приемопередатчиков на сети достаточно, для того чтобы определить место нахождения абонента с точность до 10 метров. Компьютеры сети вычисляют место передачи сигнала и определяют посланный код, затем принимается решение по соответствующей услуге. Система позволяет организовать:

· технологию наблюдений за объектами (как подвижными, так и стационарными) с целью предупреждения чрезвычайных ситуаций;

· комплекс услуг по охране и помощи подвижных объектов для предприятий и граждан города;

· поисковые службы и определения местонахождения абонента (поиск и навигация);

· дуплексную связь передачи данных по радиоканалам.

Очевидно, что систему можно использовать и для сотен других полезных услуг, так как она универсальна и значительно дешевле любой известной городской навигационной системы.

Кроме названных направлений, в отделе проводятся исследования в области проектирования и развития интеллектуальных сетей связи. Создаем статистические и динамические математические модели сетевых систем и занимаемся решением оптимизационных задач на сетях.

Результаты исследования в области математических моделей связности и соответствующих разделов теории живучести информационных сетей нашли применение в практике проектирования реальных сетей связи специального назначения. Разработанные алгоритмы решения NP-трудных задач теории графов и гиперграфов, потоковых задач, задач составления расписания использовались в процессе моделирования сложных иерархических структур.