2809.Автоматизация в электроэнергетике и электротехнике

Введение. Академия электротехнических наук Российской Федерации (АЭН РФ) была создана в СССР в период перестройки, когда были порушены наработанные связи между различными формами реализации деятельности ученых, была потеряна связь с фундаментальной наукой и в целом сложно стало организовывать полноценную научную деятельность.

Академия была организована по инициативе ряда ученых – академиков РАН: И.А. Глебова, В.А. Глухих, К.С. Демирчяна, Г.А. Месяца, Н.Н. Тиходеева, О.Н. Фаворского, Н.Н. Шереметьевского; крупных руководителей промышленности: В.Б. Козлова (ГНЦ РФ «ВЭИ им. В.И. Ленина»), И.Б. Пешкова (ОАО «ВНИИКП»), А.Н. Попова (ОАО «ВНИИЭТО»), Ю.И. Фельдмана (АЭК «Динамо»), руководителей научных учреждений: И.М. Бортника (Миннауки РФ), А.Ф. Дьякова и др. Была сформирована и зарегистрирована инфраструктура АЭН РФ. Первое собрание

членов АЭН РФ проведено 1 октября

1993 г.

В 2008 г. основан печатный орган академии – научно-технический журнал «Известия Академии электротехнических наук РФ».

Цели и задачи академии. Целями и предметом деятельности академии являются:

–содействие объединению передовой части ученых и инженеров для наращивания интеллектуального потенциала в сфере научной и инженерной деятельности, ускорению научно-техни- ческого прогресса;

–содействие координации, организации и проведению фундаментальных

и прикладных научных исследований и разработок, реализации приоритетных исследовательских программ в области электротехнических наук, внедрению их результатов в практику;

– содействие созданию на основе достижений фундаментальных наук принципиально новых видов электротех-

нических устройств и материалов, имеющих важное практическое значение, разработке перспективных методов их освоения и эффективного использования;

–содействие профессиональной консолидации ученых и инженеров электротехнических специальностей;

–защита законных интересов, авторских и смежных прав членов Академии;

–содействие интеграции российских ученых в мировое научное сообщество1.

Можно сказать, что эти цели частично носят клубную функцию: академия – это то место, где ученые встречаются, поддерживают друг друга, обмениваются мнениями. Частично деятельность академии можно назвать экспертной: мы оцениваем сложившуюся ситуацию в какой-либо теоретической области, прогнозируем ее (ситуацию) и в

1Официальный сайт Академии электротех-

нических наук РФ: http://www.acelsc.ru.

дальнейшем организуем связи с международной общественностью.

Рассмотрим, как устроена академия. На рис. 1 показана структура АЭН РФ.

Высшим органом является общее собрание, управление осуществляет Президиум, в академии 15 отделений, спектр, охватываемый подразделениями, достаточно широкий.

География региональных отделений академии представлена на рис. 2.

Основные задачи региональных отделений состоят в выработке планов, реализации разнообразных целевых программ в интересах регионов, привлечении коллективных членов, связи с другими отделениями АЭН РФ.

На рис. 3 показаны только некоторые из наиболее крупных региональных отделений АЭН РФ. В Перми также создано региональное отделение АЭН РФ на базе Пермского национального иссле-

тор электротехники», дающего право быть избранным в члены АЭН РФ.

–Расширение связей с другими региональными отделениями АЭН РФ.

–Подготовка научно-технических публикаций в журнал «Известия АЭН РФ».

–Участие в научно-технических конференциях, проводимых АЭН РФ.

–Организация региональных и межрегиональных научно-технических конференций по актуальным задачам электроэнергетики и электротехники.

–Подготовка ежегодных отчетов о работе регионального отделения для Президиума АЭН РФ.

Задачи Президиума академии наук в работе с региональными отделениями заключаются в общем руководстве и помощи в работе. Определены следующие задачи:

–Организация научно-методической помощи в подготовке и проведении науч- но-технических региональных и межрегиональных конференций.

–Организация квалификационных ученых советов АЭН РФ по рассмотрению научных работ, представляемых от региональных отделений на соискание почетного звания «доктор электротехники».

–Оказание помощи представителям

региональных отделений в написании и подготовке к защите диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата технических наук.

–Оказание помощи представителям региональных отделений при написании статей в «Известия АЭН РФ» и другие журналы электротехнического профиля, издаваемые под эгидой АЭН РФ.

–Научное руководство молодыми учеными, представителями коллективных членов НП «НИЦ АЭН РФ», при написании ими кандидатских (и докторских) диссертаций.

Всоставе Президиума создано бюро Президиума. В бюро Президиума входит президент, почетный президент (он ранее руководил организацией), также ряд известных ученых и руководителей промышленности.

Следует обратить внимание на научные сессии, организуемые АЭН РФ. Эти сессии проводились по различным направлениям, среди них: нетрадиционные возобновляемые источники энергии, новые материалы для электротехники, современные проблемы гидроэнергетических машин, дальнейшие перспективы развития.

Впоследнее время АЭН РФ старается приглашать зарубежных ученых для выступления на сессиях, поскольку на данный момент в этом есть необходимость в связи с тем, что в целом международная ситуация такова, что контакты

сзарубежными лицами в значительной

степени сворачиваются. Обязательно в числе выступавших на этих сессиях – один из действительных членов Российской академии наук (РАН). Особенностью электротехнической академии является то, что АЭН РФ тесно сотрудничает с «Большой академией» (РАН). РАН РФ, безусловно, признается в качестве руководящего начала, какие-либо конфликты полностью исключены. Это нужно особо подчеркнуть, так как известно, что ученые из «Большой академии» зачастую недолюбливают различные сообщества ученых, а также инициативных людей, которые позиционируют себя как общественные академии наук. У АЭН РФ таких проблем нет. Не случайно сессии АЭН РФ проходят в новом здании Президиума Российской академии наук.

Достижения академии. Коротко остановимся на достижениях АЭН РФ. Важным результатом явилось проведение Всемирного энергетического конгресса в 2011 г. Планировали вновь про-

вести такой конгресс через 5 лет, но в силу существующей реальности в обозримом будущем такой конгресс на территории России, видимо, пока собрать не удастся. Причина все та же – неблагополучная международная обстановка. Для примера: есть такая ассоциация «ТРАВЕК», объединяющая людей, работающих в области высоковольтной аппаратуры. На сессии «ТРАВЕК» всегда съезжалось около десятка иностранных участников, в этом году, к сожалению, не приехал ни один участник.

АЭН РФ участвует в проведении целого ряда крупнейших международных электротехнических форумов. Так, при участии АЭН РФ были проведены международные конференции: UIE – 2012 (г. Санкт-Петербург), ICEE – 2012, 2014 (г. Алушта), ежегодно проводятся международные конференции «ТРAВЕК» (г. Москва) и конференция по безопасности на транспорте (г. Прага)3.

Выездные заседания бюро АЭН РФ проводятся в ведущих организациях: ВЭИ, ВНИИЭМ, НИУ МЭИ, НИИАС, ВНИИКП, Управлении Московского метрополитена, а также заводе «Изолятор».

Ранее отмечено, что академией выпускается журнал «Известия Академии электротехнических наук РФ», также АЭН РФ является соучредителем (акционером) журналов «Электротехника», «Светотехника»4.

У академии имеются почетные награды – медали. Медалью АЭН им. А.К. Антонова «За заслуги в электротехнике» награждаются ученые или, скорее, организаторы электротехнического производства, т.е. директора крупных концернов. Эта медаль названа в честь выдающегося организатора электротехнической промышленности. Решение о награждении медалью им. А.К. Антонова

3http://www.acelsc.ru.

4Там же.

«За заслуги в электротехнике» принимает Президиум АЭН РФ открытым голосованием по представлению научно-отрасле- вых, региональных отделений АЭН РФ и членов Президиума АЭН РФ. Медалью АЭН им. П.Н. Яблочкова «За вклад в развитие электротехники» награждаются в основном вузовские работники. Представление к награждению медалью инициируют научно-отраслевые, региональные отделения академии, члены Президиума АЭН РФ и члены бюро Президиума АЭН РФ. Решение о награждении медалью принимает Президиум АЭН РФ открытым голосованием. Медаль АЭН «За заслуги в электротехнике» вручается за активную деятельность на поприще электротехнической науки. Этой медалью награждаются ученые и руководители научных учреждений, производственных предприятий в области электроэнергетики, электроники, электропривода и других электротехнических и электрофизических систем и устройств, внесшие выдающийся вклад в становление и развитие указанных направлений электротехники, в том числе за опубликованные монографии, учебники по соответствующим электротехническим подотраслям и создание образцов новой техники5.

С этого года АЭН РФ начнет вручать премии им. М.О. Доливо-Добровольского, такое награждение в этом году будет впервые, срок подачи документов – конец октября. Премия присуждается за отдельные выдающиеся научные работы и изобретения, а также за серии научных работ и изобретений по единой тематике. На премию выдвигаются лишь ведущие авторы, причем не более трех человек. Право на выдвижение кандидатов на соискание премии предоставляется научноотраслевым и региональным отделениям АЭН РФ.

5 Там же.

В настоящее время прогнозирование является мощным инструментом для решения различных задач: экономических, технических, вопросов надежности и т.д.

Результаты прогнозирования – ожидаемое значение переменной величины у и ошибки (погрешность) прогноза ∆у. Исходной информацией для составления прогноза могут выступать:

–предшествующие значения прогнозируемой величины х1;

–предшествующие значения величин (хi), связанных технически с пере-

менной х1.

Существует большое разнообразие методик составления прогнозов для решения различных задач, каждая из которых имеет определенные достоинства и недостатки [2]. В представленной статье анализируется ошибка прогнозирования в зависимости от объема и состава исходной информации.

Процесс составления прогноза можно разделить на три этапа:

1)составление исходной базы дан-

ных;

2)выполнение математических вычислений (собственно прогнозирование);

3)анализ результатов (определение ошибок).

Рассмотрим подробнее каждый этап. Составление исходной базы данных (БД) является важным процессом. В конечном счете сформированные массивы

значений величин х1, х2, х3 ... будут определять точность полученного прогноза. БД можно оценить по нескольким параметрам:

1. Глубина исходной информации по времени. Если составляется прогноз

на интервал времени ∆Т (например, 1 год), то глубину исходной информации можно оценить как

nx∆Т,

где n – число предшествующих лет, по которым имеются данные.

2. Шаг исходной информации ∆tи (например, месяц, неделя, день, час),

весьма часто ∆tи совпадает с требуемым шагом прогноза ∆tn.

3. Количество исходных переменных Xi, используемых для составления прогноза. Эти переменные должны коррелировать с основной (прогнозируемой) переменной X1.

Прогноз в настоящее время составляется (вычисляется) в основном на основе регрессионного анализа. В общем случае уравнение регрессии имеет вид

ошибка регрессии.

При этом x1, x2 , … – неслучайные

величины (значения из БД); у и ε – случайные. В выражении (1) необходимо определить значения коэффициентов β0 ,β1,...βi. Критерии нахождения этих

значений разнообразны, но наибольшее распространение получил метод наименьших квадратов [2]:

Для двух переменных необходимые условия экстремума принимают вид

i=1

n

∑ X2 ( yi −β0 −β1x1 −β2 x2 ) = 0.

i=1

Врезультате решения системы уравнений (3) находятся значения β0 ,β1

иβ2 , при которых выполняется усло-

вие (2). Очевидно, что значение минимума будет зависеть от объема исходной информации.

На основе полученных значений коэффициентов регрессии составляется

бок, которые определяются техническими особенностями прогнозируемой величины.

В статье рассматривается прогнозирование энергопотребления. В этом случае представляют интерес следующие ошибки:

– относительная за интервал ∆tn:

∆I = y0iy−0i yi ,

где y0i – реальное значение энергопотребления за ∆tn; yi – прогноз потребления за ∆tn;

– средневзвешенная по модулю

n

∑ ∆i

∆II = i−1n ;

– максимальная

∆III = max(∆i ).

Потребление электроэнергии населением и промышленными предприятиями зависит от многих факторов: температурный режим, погодные условия и др.

На линии электропередач оказывается различная нагрузка; в случае перегрузки сети она может выйти из строя, что повлечет тяжелые последствия. Постоянная необходимость снабжения электроэнергией населения и промышленных предприятий порождает необходимость серьезной защиты от аварий.

Одним из решений этой задачи может быть прогнозирование потребления электроэнергии. Как правило, специалисты знают о потенциальных возможностях электросетей и информации о потреблении им будет достаточно для предсказания экспертным путем возможных поломок. Этот путь требует незначительных финансовых затрат.