МЕТОД И АЛГОРИТМ ВЫБОРА ТЕКУЩИХ ПРИОРИТЕТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ НА ОБЪЕКТАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
Эксплуатация электроэнергетических объектов выявила проблему электромагнитной совместимости технических средств (ЭМС). Под действием помех микропроцессорное оборудование, устройства защиты и управления оказываются неработоспособными в результате неблагоприятной электромагнитной обстановки (ЭМО). Тем самым происходит нарушение нормального режима электроснабжения потребителей, следовательно, возникает ущерб от недоотпуска электроэнергии. Так же неблагоприятная ЭМО способна оказывать отрицательное воздействие на персонал объекта [1,2].
Задача улучшения ЭМО сводится к выбору и дальнейшему применению множества организационно-экономических мероприятий. Выбор мероприятий по улучшению ЭМО осложняется тем, что существующее множество мероприятий характеризуется множеством трудноформализированными (неопределенными) и разнородными факторами, которые, в конечном итоге, влияют на их эффективность или значимость (вес мероприятия). Кроме этого, внедрение мероприятий ограничивается объемом денежных средств, выделяемых на изменение ЭМО на объекте.
Необходимость учета неопределенных факторов при изменении ЭМО приводит к применению аппарата нечеткой логики для согласованной оценки весов Q1 - QN и выбора подходящих из них на основе анализа значимых факторов [3,4].
Для определения значения итогового веса Qi используется база нечетких правил, которые с применением трех лингвистических значений (высокий, средний, низкий) вычисляют лингвистические значения веса. Для принятия решения, касающегося оценки мероприятий как алгоритмической основы, применяется алгоритм Мамдани. Его сущность сводится к выполнению шести стандартных этапов. [5.6].
Формирование подмножества приоритетных мероприятий RM основано на разработанном методе выбора, позволяющем упорядочить и итерационно отыскивать текущие приоритетные мероприятия. Сущность метода сводится к выполнению следующих этапов:
1) вычисление нечетких весов мероприятий на основе первичных факторов х1-х10;
2) переход к количественным оценкам и вычисления рангов мероприятий;
3) анализ рангов мероприятий и выбора текущего приоритетного мероприятия по максимальному рангу;
4) добавление мероприятия и проверка превышения выделенного объема финансирования мероприятий.
Содержание и элементы новизны данного метода определяются следующими моментами.
На первом этапе в силу доминирования нечетких данных среди первичных факторов x1-x10 выполняются вычисления по специальному дереву факторов на основе разработанных нечетких правил. В результате формируются нечеткие веса NQ мероприятий, являющиеся базой для последующего анализа. Вес мероприятия будет определяться на основе логических правил вида:
Вычисление рангов R мероприятий может приводить, в общем случае, к формированию конфликтного списка мероприятий, неразличимых по рангу. В этом случае для выбора текущего приоритетного мероприятия привлекаются экспертные оценки. В итоге третий этап завершается выбором текущего приоритетного мероприятия, имеющего максимальный ранг.
Четвертый этап метода выбора связан с добавлением нового мероприятия в подмножество приоритетных мероприятий RP и проверки превышения выделенного объема V финансирования мероприятий от суммарной стоимости всех выбранных мероприятий.
Таким образом, новизна разработанного метода выбора множества приоритетных мероприятий связана, во-первых, с применением правил нечеткого логического вывода, вычисления нечетких и количественных весов мероприятий на основе дифференцирования первичных факторов по смысловым группам. Второй признак новизны метода определяется введением и вычислением комбинированного показателя эффективности мероприятия (его ранга), что в целом позволяет сформировать множество приоритетных мероприятий по изменению состояния ЭМО на ЭСО при ограниченном объеме финансирования.
На основе метода выбора разработан алгоритм, предназначенный для формирования обоснованных управленческих решений, направленных на изменение ЭМО. Блок-схема данного алгоритма представлена на рис.2.
Для формализации вычислительных действий в алгоритм управления состоянием ЭМО введены следующие структуры данных: MASM[1..Z] - массив записей мероприятий, RM[1..F] - массив индексов приоритетных мероприятий - список конфликтных мероприятий, V, SK - переменные объема финансирования и текущей накопленной суммы выбранных мероприятий, L1, L2 - индексы структур Index и RM. Каждая запись в MASM состоит из 5 полей: NAME - имени мероприятия, P - номера мероприятия, Q - веса мероприятия, R - ранга мероприятия, M - маски мероприятия.
Содержательная сущность алгоритма связана с выполнением расчетно-поисковых действий и формированием управляющих рекомендаций.
Расчетные шаги алгоритма связаны с вычислениями ЭМО и времени безопасного нахождения персонала в зоне действия помех, а также в выработке на их основе для лица, принимающего решения (ЛПР) альтернатив управляющих решений. Поисковые шаги, связанные с вычислениями весов, рангов мероприятий и итерационным поиском приоритетных мероприятий по максимальному рангу, составляют ядро алгоритма и определяют формирование для ЛПР управляющих решений организационного характера.
Основу поисковых действий составляет цикл с постусловием проверки превышения объема финансирования V от множества выбранных приоритетных мероприятий RM, имеющих текущую накопленную сумму SK. В том числе новизна алгоритма связывается с обработкой элементов MASM [1..Z], ранжированных по полю R, и разрешением конфликта неразличимых по R приоритетных мероприятий, выделенных в отдельную структуру Index. Для разрешения конфликта в алгоритме предусмотрены следующие шаги:
1) предварительная проверка остатка объема финансирования со стоимостными затратами конфликтующих мероприятий, что позволяет уменьшить мощность Index;
2) предоставление выбора ЛПР функции определения индекса текущего приоритетного мероприятия из Index как максимальной по полю «вес» (MASM.Q) или минимальной по полю «стоимость» (MASM.K) мероприятия.
Вычисленное множество приоритетных мероприятий RM служит основой для формирования качественных и обоснованных управляющих рекомендаций для управления ЭМО за счет учета расширенного набора показателей внутренней и внешней среды.
Метод и алгоритм выбора мероприятий по изменению ЭМО способствуют повышению обоснованности и качества управляющих решений по нормальному функционированию объектов электроэнергетики на основе автоматизации бизнес- процессов управления системой организационно-технических мероприятий и достижения тем самым экономического эффекта.