وبلاگ

:
تعمیرات اساسی در صنعت برق کشور به ویژه در نیروگاه ها از اهمیت خاصی برخوردار است. از
سوی دیگر در صنعت برق بحث چگونگی از بین بردن ضایعات در تولید و یا بهرهگیری مجدد از آنها
نیز مطرح است. در چند دهۀ گذشته، فلسفۀ نگهداری و تعمیرات بتدریج تغییر کرد و روش های
تعمیراتی دارای تغییر و تحولات زیادی شده است، به طوری که در صنعت برق و به ویژه در
نیروگاه ها، دارا بودن یک سیستم مناسب نگهداری و تعمیرات همگام با توسعه و افزایش حجم

واحدها در حال فزونی است وجود یک سیستم نگهداری و تعمیرات از آن جهت الزامی است که
کنترل مستمر و اطلاع کامل از اوضاع و نحوة عملکرد واحدهای عملیاتی و تأسیساتی وابسته و
سرویسهای لازم را امکان پذیر میسازد.
در حال حاضر شرکتها و نیز واحدهای تعمیراتی در نیروگاه ها، امر نگهداری و تعمیرات را بر عهده
داشته و نوعی تفکیک نیروی کار در صنعت برق مشاهده میشود.
فصل اول
کلیات
1-1) تعریف نگهداری و تعمیرات
نگهداری وتعمیرات عبارت است از: ، DIN تعریف نگهداری و تعمیرات براساس تعریف استاندارد
تمامی فعالیتهای انجام شده در جهت حفاظت یا اعادة وضع یک جزء و یا کل سیستم موجود، به
طوری که نگهداری و تعمیرات صحیح، افزایش ارزشها ی زیر را در برداشته باشد:
1- افزایش کارآیی و بهره وری
2- افزایش ایمنی کار و محصول
3- افزایش طول عمر دستگاه ها و تجهیزات و جلوگیری از فرسودگی آنها
4- کاهش ساعات توقف کار
5- کاهش هزینه های بهره برداری
6- کاهش مصرف قطعات یدکی
7- پیشبینی میزان و زمان مصرف قطعات
8- بازسازی مصرف مجدد قطعات
9- تأمین کیفیت مناسب کار یا محصول تولیدی

حل مسئله UC در واقع یک مسأله تركیبی بهینه سازی با هر دو نوع متغیر گسسته(درمدار قرارگرفتن UC حل مسأله واحدها) و پیوسته (سطوح تولید) میباشدكه میزان تولید برای هر یک از واحدهای موجود درتركیب مور نظر با بهره گرفتن از پخش بار اقتصادی به دست می آید. پاسخ بهینه مسأله UC را می توان به وسیله یکایک شماری یا شمارش جامع همه تركیبات ممكن ازواحدها به دست آورد،ولی زمان اجرای این روش توسط رایانه معمولا برای سیستمهای عملی بینهایت بزرگ خواهد بودلذا این روش، یعنی روش شمارش جامع
روشی ناكارآمد درحل این مسأله میباشد.
با توجه به تغییرات زیاد منحنی بار روزانه شركت های برق ، بین ساعات اوج مصرف وساعات كم مصرف همواره مس أله بهینه س ازی به منظورصرفه جو یی مناسب در هزینه ها مطرح بوده ودراین راه رسیدن به یک روش بهینه سازی كارا ومناسب امری مهم و حیاتی است .همانطوركه می دانیم بار در ساعات مختلف شبانه روز تغییر می كند، لذ ا در ساعاتی كه شبكه كم بار است ،روش های متفاوتی برای مدار قرار گرفتن واحدهای مستع د تولید انرژی ا لكتریكی برای تامین بار وجود دارد ،كه پیدا كردن تركیبی از واحدهای تولید انرژی الكتریكی كه

 اقتصادی ترین حالت بوده ودر ضمن م حدودیتهای مربوط به این واحدهاوسیستم قدرت را برآورده ساز د به عنوان هدف برای حل مسأله می باشد.البته با توجه به پیدایش تغییراتی كه درساختا ر سیستم قدرت ودر دهه های اخیر به دلیل تجدید ساختا ر به وجود آمده است ، این هدف میتواند دستخوش تغییراتی شود.

دربیشتر سیستمهای قدرت به هم پیوسته،توان مورد نیاز بیشتر به وسیله واحدهای حرارتی تامین می شود چند استراتژ ی عملیاتی جهت تامین تقاضای مورد نیاز وجود دارد كه بطور ساعت به ساعت در طول شبانه روز تغییر می كند.ترجیح داده می شود كه از استراتژی بهره برداری بهینه یا زیر بهینه بر اساس معیارهای اقتصادی استفاده كنیم .به عبارت دیگر یک معیار مهم در بهره برداری از سیستم قدرت این است كه تأمین تقاضای باردرحداقل هزینه سوخت با بهره گرفتن ازیک تركیب بهینه از نیروگاه های متفاوت باشد.
بعلاوه به منظور تهیه توان الكتریكی با كیفیت بالا برای مشتریان به روشی اقتصادی و ایمن ،برنامه ریزی تولید (UC) واحدهای حرارتی باید به عنوان یکی از بهترین گزینه ها مورد توجه قرار گیرد. لذا اثبات میگردد كه برنامه ریزی تولید بهینه سیستم های حرارتی با توجه به محدودیتهای بهره برداری منجر به یک صرفه جویی بزرگ درشركتهای برق می گردد. بنابراین هدف كلی مسأله برنامه ریزی تولید واحدها حداقل كردن هزینه بهره برداری كل سیستم با رعایت همه قیود و محدودیتها و نیل به یک سطح قابلیت
اطمینان معین میباشد.

راه آهن ها همواره بخش استراتژیک سیستم حمل و نقل هر کشوری را تشکیل می دهند و بدین ترتیب نقش قابل ملاحظه ای در پشتیبانی یک اقتصاد سالم ایفا می کنند ، لذا سالیانه در جهان سرمایه گذاری هنگفتی به جهت ساخت و نگهداری این سیستم هزینه می شود . استفاده بهینه از این سرمایه گذاری هنگفتی به جهت و نگهداری این سیستم هزینه می شود . استفاده بهینه از این سرمایه گذاری و دستیابی به بهترین و پیشرفته ترین علوم و فن آوری های موجود ، لزوم طراحی و پیاده سازی یک سیستم اطلاعات مکانی را به جهت

 مدیریت بهینه تعمیر و نگهداری توجیه می نماید . استفاده از سیستم های اطلاعات مکانی راهکار قدرتمندی جهت انجام تجزیه و تحلیل های پیچیده به مجموعه داده های مختلف می باشد . انجام پردازش های تکراری با در نظر گرفتن شرایط مختلف برای دستیابی به نتیجه بهینه تنها توسط کامپیوتر امکان پذیر است که می تواند عملیات را با سرعت زیاد و هزینه کم انجام  دهد . امروزه اطلاعات قدرت است و قدرت پردازش اطلاعات در   GIS    ما را قادر می سازد که داده های مکان مرجع را به طور کمی و کیفی مورد استفاده قرار دهیم و تجزیه تحلیل های پیچیده می تواند تا رسیدن به یک جواب مطلوب انجام شوند ، راهی که با بهره گرفتن از روش های دستی بسیار گران و یا غیر ممکن خواهد بود . در این تحقیق یک کار عملی برروی یکی از محورهایی که در مرکز تحقیقات راه اهن انجام شده است را بررسی می کنیم که در آن طراحی و پیاده سازی یک سیستم   GIS  جهت مدیریت تعمیر و نگهداری خطوط راه آهن با مدل سازی وضعیت روسازی خطوط راه آهن ایران و جمع آوری و تحلیل اطلاعات مورد نیاز من جمله سرعت حرکت قطار ، تناژ بار عبوری و غیره ، ضمن طبقه بندی خطوط بر حسب بار تئوری ترافیک ، شاخص هزینه های تعمیر و نگهداری روسازی نسبت به شاخص ارائه شده ارائه و مقایسه گردیده است .

در مجموع از دستاورد های این تحقیق طبقه بندی خطوط بر مبنای استاندارد ها ، مقایسه بلاک ها از نظر طبقه بندی ، ارائه فاکتور های تصحیح هزینه های تعمیر و نگهداری بر مبنای نشانگر پایه و در نهایت تعیین هزینه های تعمیر و نگهداری هر بلاک با توجه به شرایط و ویژگی های خاص آن بلاک می باشد .

كنترل پیشبین در دهه های گذشته بسیار موفق بوده است . روش كنترل پیش بین مبتنی بر مدل سیستم است كه در آن مدلی از سیستم بطور صریح برای طراحی كنترل كننده مورد استفاده قرار می گیرد . در كنترل پیش بین به علت احتیاج به پیش بینی سیگنال به یک مدل خوب احتیاج داریم اما انتخاب مدل پیچیده هم باعث دقیق شدن پیش بینی سیگنال آینده می شود و هم باعث پیچیده شدن كمینه كردن تابع هزینه می گردد ، بنابراین باید بین این دو یک مصالحه ای برقرار شود.
مشخصه بسیار جالب آن در پیاده سازی آن در حوزه زمان می باشد و نیز می توان قیدهایی را بصورت نامساویها به سیستم كنترلی اعمال نمود . در طراحی كنترل كننده پیش بین نمی توان سیگنالها را نامحدود در نظر گرفت چرا كه بطور مثال عمل كننده ها تا یک حد مشخصی می توانند دامنه سیگنال كنترل و یا تغییرات آنرا تحمل نمایند بطور مثال شیرهای كنترلی حد كاملاً باز یا بسته خواهند داشت و نیز نرخ افزایش جریان در آنها دارای محدودیت است و به این ترتیب هدف كنترلی عبارت خواهد بود از نگاه داشتن خروجی فرایند در نزدیكی نقطه مورد نظر در شرایطی كه متغیرهای جانبی دیگر از محدوده های تعریف شده خارج نشوند . از جمله محدودیتهای موجود در سیستم های كنترل می توان علاوه بر موارد فوق از اشباع ورودی، محدودیت درسرعت و جهت چرخش موتورها و مشخصات عملكردی و ایمنی نام برد . در مورد اخیر بطور مثال ممكن است هدف، جابه جایی قطعه ای از یک نقطه به نقطه ای دیگر در حداقل زمان باشد به گونه ای كه در بین راه

 به مانع خاصی برخورد ننماید و یا اینكه بخواهیم خروجی یک برج تقطیر را به حداكثر برسانیم بدون آنكه دما یا فشار گاز از حد مجازی بیشتر گردد به این ترتیب ممكن است قیدها برخروجی و یا حتی به متغیرهای وابسته دیگری اعمال شود . این نوع كنترل كه در آن مقصود به صورت چند هدف متمایز است كه باید بین آنها حد میانه ای انتخاب شود را نمی توان بص ورت یک سیستم خطی بیان نمود . در حالیكه كنترل پیش بین با یک قالب غیر خطی به ما این امكان را میدهد كه با این سیستمها به راحتی برخورد نماییم . بسیاری از سیستم هایی كه با آنها سروكار داریم سیستم هایی غیر خطی هستند با وجود این در خیلی اوقات سیستم غیر خطی حول نق طه ای پایدار در حال عملكرد است و بنابراین برای آن می توان یک مدل خطی در نظر گرفت امااین موضوع همیشگی

نیست یعنی همیشه نمی توان برای سیستم غیر خطی، مدلی خطی در نظر گرفت . مثلا بعضی از سیستمها عموماً در حالت گذرا عمل می نمایند و دارای نقطه كار پایدار نمی باشن د و بنابراین نمی توان مدل خطی برای آن در نظر گرفت . بنابراین استفاده از كنترل كننده های غیر خطی به منظور بهبود عملكرد سیستم اجتناب ناپذیر است كه البته این كار با مشكلاتی رو به رو است كه ازآ ن جمله می توان به ضعف روش های شناسایی سیستم های غیر خطی، پیچیدگی و ح جم محاسبات در حل مساله كنترل پیش بین غیر خطی، عدم پایداری و مقاومت نتایج حاصله از سیستم های خطی جهت سیستم های غیر خطی و اینكه در بهینه سازی تابع هدف ممكن است پاسخ، پاسخ بهینه محلی باشد، اشاره نمود.

:
سیستم های كنترل مدرن روز به روز به جهت احتیاج به عملكرد بهتر در صنایع مدرن، پیچیده تر می گردند. از طرف دیگر، خرابی اجزاء سازنده مانند خرابی محرك ها، سنسورها و كنترل ها اجتناب ناپذیر می باشد. خطاها می توانند دینامیک را تغییر دهند و باعث كاهش عملكرد سیستم و یا حتی ناپایداری آن گردند. بنابراین مقاوم بودن در برابر خطا در طراحی سیستم كنترل لازم به نظر می رسد. یک سیستم كنترل مقاوم در برابر خطا سیستم كنترلی می باشد كه قابلیت تطبیق با خطای سیستم به صورت اتوماتیک را داشته باشد و كل سیستم را پایدار نگه دارد و در هنگام بروز خطا در اجزاء، عملكرد مطلوبی داشته باشد.
روش های طراحی مقاوم در برابر خطا می توانند به صورت گسترده ای به دو نوع تقسیم گردند: روش های غیرفعال (پسیو) مانند روش

 های تطبیق خطای مقاوم و غیره، و روش های فعال (اکتیو) مانند جایابی مقادیر ویژه، مدل های چندگانه، روش های تطبیقی، شبه معکوس و غیره. در روش پسیو، کنترل ثابتی در طول حالت نرمال و دارای خطا به کار گرفته می شود، و روش های ارزیابی عملكرد مختلفی مانند تابع هزینه می توانند جهت توصیف عملكرد سیستم های حلقه بسته با بهره كنترلی ثابت مورد استفاده قرار گیرند. از طرف دیگر، سیستم مقاوم در برابر خطا بر پایه روش های اكتیو می توانند برای خطاها عوض گردند كه این عمل یا با انتخاب یک قانون كنترلی از پیش محاسبه شده انجام می پذیرد و یا توسط ترکیب یک استراتژی کنترل جدید بهنگام صورت می گیرد. در این پژوهش از طراحی کنترل مقاوم در برابر خطای اکتیو استفاده شده است.

تقریبا تمام سیستم های كنترل دارای محدودیت هایی می باشند، برای مثال، ورودی ها همیشه مقادیر كمینه و بیشینه ای دارند. همچنین، وقتی محركی درست عمل نمی كند، به منظور دستیابی به اهداف كنترلی مانند ردیابی، فشار بیشتری بر روی محرك های سالم دیگر اعمال می گردد، كه می تواند منجر به اشباع محرك ها گردد. بنابراین مدنظر قرار دادن محدودیت ها مانند محدودیت های ورودی در طراحی كنترل مقاوم در برابر خطا لازم به نظر می رسد. در این پژوهش تكنیک كنترل مدل پیش بین MPC به عنوان استراتژی كنترل به منظور در نظر گرفتن محدودیت ها به كار گرفته شده است . كنترل مدل پیش بین یک نوع از كنترل است كه عمل كنترلی فعلی از حل بهنگام یک مسئله كنترل بهینه حلقه باز افق محدود در هر فاصله نمونه برداری، با بهره گرفتن از حالت فعلی پلنت به عنوان مقادیر اولیه ، بدست می آید؛ عمل بهینه سازی یک ترتیب كنترل بهینه را نتیجه می دهد و اولین كنترل در ترتیب به پلنت اعمال می گردد. یكی از مهمترین مزیت های كنترل مدل پیش بین توانایی آن در لحاظ نمودن محدودیت ها بر روی كنترل ها و حالت ها می باشد. همچنین، كنترل مدل پیش بین مقداری توانایی مقاوم بودن در برابر خطا را دارا می باشد.
در این پژوهش، یک ساختار كنترل مقاوم در برابر خطا اكتیو بر پایه تركیب كنترل مدل پیش بین با سیستم آشكار سازی و تشخیص خطا به منظور تطبیق خطا، طراحی گشته است. سیستم آشكار سازی و تشخیص خطا بر پایه تركیب روش های آماری مانند PCA و ICA جهت کاهش ابعاد داده و شبکه نرو-فازی به منظور ترکیب داده ها و آشکارسازی و تشخیص و طبقه بندی خطاها، می باشد. اطلاعات خطا توسط ماژول آشکارسازی و تشخیص خطا به دست می آید و سپس به منظور تصحیح فرمولاسیون کنترل مدل پیش بین مانند مدل داخلی به منظور افزایش قابلیت مقاوم بودن در برابر خطا به كار می رود.