PDF Астана - Enu

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Л.Н. ГУМИЛЕВ АТЫНДАҒЫ ЕУРАЗИЯ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Студенттер мен жас ғалымдардың

«Ғылым және білім - 2014»

атты IX Халықаралық ғылыми конференциясының БАЯНДАМАЛАР ЖИНАҒЫ

СБОРНИК МАТЕРИАЛОВ

IX Международной научной конференции студентов и молодых ученых

«Наука и образование - 2014»

PROCEEDINGS

of the IX International Scientific Conference for students and young scholars

«Science and education - 2014»

2014 жыл 11 сәуір

Астана

УДК 001(063) ББК 72

Ғ 96

Ғ 96

«Ғылым және білім – 2014» атты студенттер мен жас ғалымдардың ІХ Халықаралық ғылыми конференциясы = ІХ Международная научная конференция студентов и молодых ученых «Наука и образование - 2014» = The IX International Scientific Conference for students and young scholars «Science and education - 2014».

– Астана: http://www.enu.kz/ru/nauka/nauka-i-obrazovanie/, 2014. – 5830 стр.

(қазақша, орысша, ағылшынша).

ISBN 978-9965-31-610-4

Жинаққа студенттердің, магистранттардың, докторанттардың және жас ғалымдардың жаратылыстану-техникалық және гуманитарлық ғылымдардың өзекті мәселелері бойынша баяндамалары енгізілген.

The proceedings are the papers of students, undergraduates, doctoral students and young researchers on topical issues of natural and technical sciences and humanities.

В сборник вошли доклады студентов, магистрантов, докторантов и молодых ученых по актуальным вопросам естественно-технических и гуманитарных наук.

УДК 001(063) ББК 72

ISBN 978-9965-31-610-4 © Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық

университеті, 2014

2911

объектов» - Утверждены постановлением Правительства Республики Казахстан от 18 января 2012 года № 104.

3. Правила эксплуатации водохозяйственных сооружений, расположенных непосредственно на водных объектах Утверждены постановлением Правительства Республики Казахстан от 30 января 2012 года № 171.

4. Постановление Правительства Республики Казахстан от 31 июля 2013 года № 750 об утверждении Плана мероприятий по реализации Концепции по переходу Республики Казахстан к "зеленой экономике" на 2013 - 2020 годы

5. http://ymelie-ryki.ru/news/2011-05-19-320.

6. http://www.ttsglobal.ru/situationcenter/

7. http://diamondc.ru/personal/publication/detail.php?ID=1970 8. http://www.new-management.info/issues/2008/11/318/

9. http://123-job.ru/articles.php?id=1398

УДК 681.3.01; 004

ВИРТУАЛЬНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД «SCADA СИСТЕМА ГИБРИДНОЙ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ»

Ложкина Екатерина Евгеньевна lo.ye.ye@rambler.ru

Магистрант Алматинского университета энергетики и связи, Алматы, Казахстан Научный руководитель – профессор Хан Светлана Гурьевна

В настоящее время доказано, что гибридные системы энергоснабжения с использованием возобновляемых источников энергии являются экономически обоснованным решением проблемы электро- и теплоснабжения в районах, где сеть централизованного электроснабжения удалена, ненадежна или ее прокладка дорога.

Также в большинстве районов приход солнечной радиации и наличие ветра находятся в противофазе (т.е. когда светит яркое солнце, обычно нет ветра, а если дует сильный ветер, то солнца нет). Поэтому для обеспечения бесперебойного электроснабжения автономного объекта круглый год во многих случаях целесообразно использование гибридных систем.

Главным преимуществом гибридных и комплексных систем является их переменная структура, т.е. потребитель выбирает сам, какие источники энергии будут входить в состав этой системы.

К другим положительным показателям гибридных автономных систем энергоснабжения (ГАСЭ) относятся:

1. Мобильность - возможность быстрой установки систем на объектах;

2. Универсальность - возможность использования установки в качестве основного и резервного источника энергии;

3. Низкие затраты на топливо - использование возобновляемых источников энергии позволяет существенно снизить расход топлива и, как следствие, уменьшить себестоимость электроэнергии на удаленных объектах;

4. Низкие затраты на техническое обслуживание - продолжительное время автономной работы за счет применения возобновляемых источников энергии;

5. Использование автоматическая система управления (АСУ) позволяет осуществлять дистанционный мониторинг и управление режимами работы энергетического комплекса по проводным и беспроводным каналам связи;

6. Состав оборудования может быть адаптирован под требования присоединенных систем заказчика.

2912

Так как в гибридную систему могут входить от двух единиц до десятков и даже сотен объектов, то их неотъемлемой частью становятся системы автоматизации и управления, такие как SCADA.

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - Диспетчерское управление и сбор данных) — программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУ ТП, АСКУЭ, систем мониторинга, научного эксперимента и т. д. SCADA-системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль над технологическими процессами в реальном времени.

Можно выделить следующие основные функции SCADA-систем:

- сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;

- обработка первичной информации;

- визуализация информации в виде графиков, гистограмм и т.п.;

- хранение информации с возможностью ее последующей обработки;

- управление и регистрация сигналов об аварийных ситуациях.

В данной работе был разработан виртуальный лабораторный стенд (ВЛС) «SCADA система гибридной автономной системы энергоснабжения», в состав которой входят следующие источники тепловой и электрической энергии:

- Солнечный коллектор (СК);

- Тепловой насос (ТН);

- Солнечная батарея (СБ);

- Ветрогенератор (ВГ);

- Дизель генератор (ДГ).

Структурная схема ГАСЭ приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структурная схема ГАСЭ

ВЛС предназначен для проведения лабораторных работ в высших учебных заведениях студентами специальностей «Теплоэнергетика» и «Автоматизация и управление».

2913

Лабораторные работы направлены на исследование мощности, вырабатываемой гибридной автономной системой энергоснабжения, при известной заданной нагрузке потребителя и соответствующих параметрах каждого из источников энергии.

При выполнении лабораторных работ на ВЛС «SCADA система гибридной автономной системы энергоснабжения» студент получает возможность наглядно изучить:

- принцип работы ГАСЭ и ее отдельных составляющих (СК, ТН, СБ, ВГ, ДГ);

- основные параметры источников тепловой и электрической энергии;

- принципы построения SCADA-системы для непрерывного управления и мониторинга отдельных установок и энергосистемы в целом.

При разработке ВЛС SCADA системы ГАСЭ были использованы технологии компании National Instruments (США) - среда графического программирования LabVIEW, в которой было реализовано программное обеспечение (ПО) для проектирования и управления ГАСЭ.

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) — язык графического программирования, в котором для создания приложений используются графические образы (иконки), соединенные на блок-диаграмме, вместо традиционного текстового кода. От пользователя пакета не требуется знаний языков программирования, но понятие об алгоритме, цикле, логике и т.п. иметь необходимо.

LabVIEW позволяет разрабатывать прикладное ПО для организации взаимодействия с измерительной и управляющей аппаратурой, сбора, обработки и отображения информации и результатов расчетов, а также моделирования как отдельных объектов, так и автоматизированных систем в целом.

Рисунок 2 – Интерфейс выбора источников энергии, входящих в состав ГАСЭ

LabVIEW используют технические специалисты, инженеры, преподаватели и ученые по всему миру для быстрого создания комплексных приложений в задачах измерения, тестирования, управления, автоматизации научного эксперимента и образования.

2914

ПО ВЛС состоит из нескольких интерфейсов, в которых реализованы структура ГАСЭ и математические модели пяти источников тепловой и электрической энергии, входящих в ее состав.

Интерфейс SCADA-системы, изображенный на рисунке 2, представляет собой рабочую область, в которой осуществляется построение структуры ГАСЭ – пользователь выбирает и настраивает узлы, входящие в ее состав. При заданном потребителем значении нагрузки и параметров источников энергии рассчитываются количество вырабатываемой ими мощности и в процентном соотношении (%) доля каждого из них. Затем происходит анализ произведенных расчетов, в результате которого можно судить о целесообразности использования того или иного источника энергии в определенном местоположении, заданном пользователем. Результаты анализа выводятся в виде «Сообщения» пользователю.

Интерфейс контроля ГАСЭ отображает архитектуру спроектированной системы и визуализацию всех рабочих и технических параметров, необходимых для организации мониторинга энергоснабжения. Каждый источник энергии имеет свой отдельно спроектированный интерфейс, на котором реализована его математическая модель.

Например, на рисунке 3 показан интерфейс, спроектированный для ветрогенератора, в нем осуществляется настройка входных параметров – это длина лопасти ВГ и местонахождение пользователя, от которого зависит скорость ветра. Все эти параметры входят в формулу, по которой рассчитывается вырабатываемая мощность ВГ. Изменяя входные параметры, можно добиться оптимальных значений, удовлетворяющих метеорологическим условиям данной местности и требованиям самого строгого заказчика- потребителя.

Рисунок 3 – Интерфейс для работы с ветрогенератором

Перспективы дальнейшего направления работы: использование технологий National Instruments, а именно среды графического программирования LabVIEW для разработки

2915

других виртуальных лабораторных стендов и использование полученных результатов в научно-исследовательской работе на кафедре «Инженерной кибернетики» АУЭС.

Список использованных источников

1. Деменков Н.П. SCADA-системы как инструмент проектирования АСУ ТП. – М.: Изд- во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 326 с.

2. Каргиев В.М. Методы построения гибридных автономных и резервных систем электроснабжения [Электронный источник]: статья / В.М. Каргиев // Режим доступа:

http://www.solarhome.ru/autonom/system_coupling.htm; свободный.

3. Низовой А.Н., Бойчук В.С. Разработка SCADA-системы управления энергосетью предприятия // Электротехнические комплексы и системы управления. – 2006. – № 1.

4. Стояк В.В. Разработка теоретических основ проектирования моноблочных тригенерационных установок и автономных систем энергоснабжения на их основе, в целях создания условий для серийного производства и широкого применения, как путь к многократному снижению расхода ископаемого топлива за счет вовлечения возобновляемых источников энергии. А.: АУЭС, 2012. – 336с.

5. Тревис Д. Lab VIEW для всех: Пер. с англ. Клушин Н.А. – М.: ДМК Пресс; Прибор Комплект, 2005. – 544с.

УДК 681.6.02

ПОТЕНЦИАЛЫ ЖОҒАРЫТЫЛҒАН РОБАСТЫ ОРНЫҚТЫ ЖҤЙЕНІҢ ҚҦРЫЛУЫ

1Мукатаев Н.С. ²Дайырбекова М.Д., ³Мусабаева Ш.С.

1sgpi@mail.ru, ²madiko-1991@mail.ru, Л.Н.Гумилев атындағы ЕҦУ

1«Автоматтандыру және басқару» 6D070200 мамандығының 2 курс докторанты

2«Автоматтандыру және басқару» 5B070200 мамандығының 4 курс студенті

3«Жҥйелік талдау және басқару» кафедрасының оқытушысы Ғылыми жетекші – т.ғ.д., профессор Бейсенбі М.А.

Қазіргі таңда робастық мәселесі басқару теориясының ең маңызды мәселелерінің бірі болып табылады. Мақалада m кiрісті және n шығысты объектілер ҥшін бiр параметрлi қҧрылымды-орнықты бейнелердiң сыныбындағы потенциалы жоғарытылған робасты орнықты басқару жҥйесiн қҧралуы қарастырылады. Сызықтық және сызықтық емес теңдеулермен сипатталатын шынайы физикалық нысандар ҥшін реттеушілерді қҧруда бірқатар қиындықтар кездеседі. Олар зерттелетін нысандар табиғатының кҥрделілігімен, оларға бақыланбайтын сыртқы факторлардың әсерімен, априорлық ақпараттың толық болмауымен [1,2,3] және басқару нысандарының параметрлері мен жҥйенің анықталмағандығымен [4-8] байланысты. Параметрлік анықталмағандықты тҥсіндіруге болатын бірқатар себептер бар. Басқару жҥйесінің дайындалу кезеңінде оның жҧмысының кейбір дәлсіздігін жібереді, мысалы, оның қҧраушыларын дайындаудың соңғы дәлдігіне байланысты. Басқару жҥйесінің параметрлері уақыт бойынша тозу қҧбылыстарынан, температуралық жағдайлардан және т.б. әсерлерден ӛзгере алады. Нәтижесінде, біркелкі кҥрделі ҥрдістер кезінде жҥйенің динамикалық сипаттамалары тек жуық мәнде белгілі болуы мҥмкін. Сонымен қатар, ҧшырамайтын және алдын-ала ӛтелмейтін басқару нысандарының параметрлерінің бақыланбайтын ӛзгерістері (қозулары) орын алады. Бҧл басқару жҥйелерінің жалпы теориясының дамуын және ӛзін-ӛзі бейімдеу мен ӛзін-ӛзі ҧйымдастыру қабілетіне ие жҥйелерді қҧру әдістерін талап етеді.

m кiрісті және n шығысты объекттер ҥшін бiр параметрлi қҧрылымды - орнықты бейнелердiң классындағы потенциалы жоғарытылған робасты орнықты басқару жҥйесiнің қҧру есебін қарастырайық.