No abstract

The task of risk-oriented management of the electric power system in conditions of multi-criteria choice is considered. To determine the most effective measures, the implementation of which will reduce the magnitude of the risk of an emergency situation, multi-criteria analysis methods are applied. A comparative analysis of the multi-criteria alternative (ELECTRE) ranking method based on utility theory and the Pareto method, which defines a subset of non-dominant alternatives, is carried out. The Pareto method uses in its algorithm only qualitative characteristics of the advantage and allows only to distinguish a group of competitive solutions with the same degrees of non-dominance. Given the large number of evaluation criteria, the Pareto method is ineffective because the resulting subset of activities is in the field of effective trade-offs, when no element of the set of measures can be improved without degrading at least one of the other elements. The ELECTRE method is a pairwise comparison of multi-criteria alternatives based on utility theory. This method allows to identify a subset of the most effective activities. The number of elements of the resultant subset is regulated by taking into account the coefficients of importance of optimization criteria and expert preferences.

Об'єктом дослідження є імовірнісні характеристики виникнення короткого замикання (КЗ) на повітряних лініях електропередачі (ЛЕП) класів напруги 110 кВ і вище, відмова яких може призвести до розвитку аварії в електроенергетичній системі (ЕЕС). Імовірнісні характеристики виникнення КЗ на ЛЕП залежать від великої кількості факторів: довжини та траси проходження ЛЕП, класу напруги, погодних умов, кваліфікації персоналу, в віданні, управлінні та обслуговуванні якого знаходиться ЛЕП. Найбільш проблемними питаннями при оцінці імовірності виникнення КЗ на повітряних ЛЕП є виділення пошкоджуваності від КЗ із загальної статистики пошкоджень, кількісне врахування таких особливостей функціонування повітряних ЛЕП, як метеорологічні умови, рівень кваліфікації персоналу та технічний стан окремої одиниці обладнання. В ході дослідження розроблено нечітко-статистичний підхід до оцінювання імовірності виникнення КЗ на повітряній ЛЕП з урахуванням її індивідуальних особливостей роботи, таких як кваліфікаційний рівень обслуговуючого персоналу, метеорологічні умови функціонування та технічний стан ЛЕП. Для визначення безумовної імовірності виникнення КЗ на повітряній ЛЕП використовуються статистичні дані щодо КЗ на лініях відповідного класу напруги. Технічний стан ЛЕП та метеорологічні умови функціонування кількісно оцінюються за нечіткими моделями, кваліфікаційний рівень персоналу визначається на стандартних інтервалах шкали Харрінгтона. Умовні імовірності стану функціонування ЛЕП визначаються за допомогою спрощеного нечіткого виводу, що дає можливість кількісної оцінки умовної імовірності при відсутності чітких аналітичних зв'язків між ознаками умов роботи ЛЕП. Отримані за розробленим підходом результати рекомендовано використовувати в зачах ризик-орієнтованого управління ЕЕС для підвищення надійності функціонування шляхом зниження величини ризику розвитку системної аварії при виникненні КЗ в елементах ЕЕС. Також визначено обмеження на застосування розробленого підходу в задачах оцінювання імовірності відмови обладнання та організації ризикорієн тованого управління. Ключові слова: коротке замикання, лінія електропередачі, технічний стан, рівень кваліфікації персоналу, метеорологічні умови, функції приналежності, еталонні матриці.

Мета роботи. Розроблення моделі для оцінювання рівня припустимого ризику виникнення аварійної ситуації в енергосистемі в умовах нечіткості вихідних даних, різнорідності критеріїв оцінювання ризику, відсутності аналітичних зв'язків між ними та суб'єктивності експертних знань осіб, що приймають рішення. Методи дослідження. Для вирішення поставленої задачі використано методи та моделі нечіткої логіки, які дають задовільний аналітичний результат в умовах невизначеності вхідної інформації та відсутності аналітичних зв'язків між окремими параметрами та характеристиками об'єкту. Запропоновані нечіткі моделі побудовані з використанням алгоритму нечіткого виводу Мамдані. Отримані результати. Отримуваний за розробленою нечіткою моделлю результат дає можливість достовірно оцінювати припустимий рівень ризику виникнення аварійної ситуації в енергосистемі. На підставі отриманої величини ризику можливо прийняти обґрунтовані рішення щодо доцільності (або недоцільності) застосування заходів по зниженню цієї величини ризику. Це дає можливість організації превентивного управління ризиком виникнення аварійної ситуації в енергосистемі та застосування ефективних заходів для його зниження. Наукова новизна. В статті розроблено нечітку модель оцінювання рівня припустимого ризику виникнення аварійної ситуації в електроенергетичній системі, яка враховує такі критерії як мінімально можливий рівень ризику, вплив метеорологічних умов та помилки оперативного та експлуатаційного персоналу енергосистем. При цьому є можливість врахувати основні чинники, що впливають на надійність функціонування енергосистеми, для оцінювання рівня ризику виникнення аварійної ситуації. Практична цінність. Розроблені в статті нечіткі моделі дають можливість проводити експрес оцінювання рівня припустимого ризику виникнення аварійної ситуації в умовах обмеженості вихідних даних та критеріїв оцінювання, проводити порівняльний аналіз отриманого результату з величиною фактичного ризику виникнення аварії в режимі «он-лайн» та приймати рішення щодо доцільності його зниження. Ключові слова: припустимий ризик; нечітка модель; аварійна ситуація; електроенергетична система; експертна оцінка.

Розв'язано задачу оцінювання технічного стану гідрогенератора в умовах нечіткої інформації. Для цього розроблено ряд моделей комплексного оцінювання технічного стану гідрогенератора за даними про стани його локальних вузлів. Технічні стани локальних вузлів визначаються за раніше розробленими нечіткими моделями типу Мамдані і представляють собою нечіткі величини, що враховано в моделі оцінювання технічного стану гідрогенератора. Для розроблення моделей було використано нечіткі методи Мамдані, Сугено, Заде та спрощеного нечіткого виводу. Нечітка модель Мамдані має тільки якісну базу правил, що спрощує її побудову експертом. Моделі, побудовані за нечітким алгоритмом Сугено, передбачають базу правил з ваговими коефіцієнтами, які визначаються за методом Сааті. Спрощений метод та метод Заде потребують мінімальної участі експерта при побудові нечіткої моделі. Розглянуто приклади оцінки технічного стану гідрогенератора за п'ятьма розробленими нечіткими моделями та перевірено чутливість моделей до якості та достовірності вхідної інформації. Визначено що найбільш достовірний результат оцінки стану гідрогенератора з похибкою 1,5-2 % дають моделі, побудовані за методом Заде та за спрощеним нечітким виводом, оскільки вони мають найменшу залежність від нечіткості вхідних даних про стани локальних вузлів, які самі отримані за нечіткими моделями. Висока точність цих моделей та низька залежність від якості вхідної інформації пояснюється мінімальною участю експерта під час її налагодження. Нечіткі моделі, побудовані за алгоритмами Мамдані та Сугено, дають більшу похибку 3-4 %. Отримані результати можуть бути використані для оцінювання залишкового або спрацьованого ресурсу гідрогенераторів, імовірності їхньої відмови на інтервалі часу та організації ризик-орієнтованого управління електроенергетичною системою та її підсистемами Ключові слова: гідрогенератор, нечітка логіка, модель Мамдані, модель Сугено, метод Заде, спрощений метод