Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Kraków, 16 grudnia 2010 r. dr inż. Marek Gała Politechnika Częstochowska Wydział Elektryczny Politechnika Częstochowska Wydział Elektryczny Zastosowanie.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Kraków, 16 grudnia 2010 r. dr inż. Marek Gała Politechnika Częstochowska Wydział Elektryczny Politechnika Częstochowska Wydział Elektryczny Zastosowanie."— Zapis prezentacji:

1 Kraków, 16 grudnia 2010 r. dr inż. Marek Gała Politechnika Częstochowska Wydział Elektryczny Politechnika Częstochowska Wydział Elektryczny Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do oceny wpływu pracy odbiorników nieliniowych na jakość energii elektrycznej

2 Od wielu lat, w krajach rozwiniętych, energia elektryczna dawno już przestała być postrzegana wyłącznie w kategoriach ilościowych jako wielkość fizyczna, lecz skupia na sobie uwagę równie często z powodów jej oceny w kategoriach standardów jakościowych. Pojęcie jakości energii elektrycznej Jakość energii elektrycznej jest pojęciem określającym przydatność energii elektrycznej do zasilania odbiorników i wyraża się poprzez wartości liczbowe określonych parametrów elektrycznych (wyrażanych najczęściej dla napięcia w postaci jego wartości i odchylenia, częstotliwości, asymetrii oraz kształtu napięcia) oraz wskaźników opisujących proces jej dostarczania do odbiorcy w normalnych warunkach pracy (czyli bez uwzględnienia skutków działania sił natury, ingerencji osób trzecich oraz władz administracyjnych) z uwzględnieniem występowania zaburzeń przewodzonych. Podobnie jak każdy inny produkt, również energia elektryczna jest efektem procesu wytwórczego i jako taki produkt podlega ocenie i standaryzacji.

3 Obecnie za najbardziej miarodajną ze wszystkich sposobów lokalizacji źródeł wyższych harmonicznych uważana jest tzw. metoda impedancyjna zaproponowana przez Xu, która pozwala na dokonanie oceny udziału dostawcy i odbiorcy energii w całkowitym odkształceniu napięcia w PWP, powodowanym istnieniem wyższych harmonicznych. Metody lokalizacji źródeł wyższych harmonicznych Uproszczony model układu elektroenergetycznego stanowiący reprezentację dostawcy oraz odbiorcy energii elektrycznej na potrzeby analizy wpływu stron kontraktu na zawartość wyższych harmonicznych w węźle PWP [Xu_00, Xu_03]

4 Metody lokalizacji źródeł wyższych harmonicznych Zmodyfikowany schemat układu elektroenergetycznego ilustrujący udział poszczególnych stron kontraktu w zaburzeniu prądu i n PWP powodowanym zjawiskiem generowania wyższych harmonicznych [Xu_00, Xu_03] W celu wyznaczenia udziału poszczególnych stron kontraktu w ostatecznej wartości prądu I n PWP w węźle PWP, dokonuje się zastąpienia modelu układu odpowiadającą mu modyfikacją w oparciu o twierdzenie Nortona: Wartość płynącego prądu w torze pomiędzy dostawcą oraz odbiorcą energii określa się zgodnie z zasadą superpozycji:

5 Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych w zagadnieniach związanych z oceną intensywności zaburzeń elektromagnetycznych Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych do estymacji prądu płynącego w obwodzie zasilającym odbiorcę nieliniowego [Maz_05]

6 Cel pracy badawczej Za cel pracy badawczej przyjęto: opracowanie neuronowej metody estymacji wartości chwilowych napięcia w węźle wspólnego przyłączenia odbiorców nieliniowych na potrzeby realizacji oceny jakości energii elektrycznej, determinowanej stopniem zaburzeń pochodzących od strony dostawcy energii elektrycznej oraz charakterem i intensywnością pracy wszystkich odbiorców zasilanych poniżej punktu PWP.

7 Metoda neuronowa estymacji napięcia w punkcie wspólnego przyłączenia Idea wydzielania odbiorców na: pojedynczego odbiorcę oraz odbiorcę skupionego. Model sieci elektroenergetycznej zasilającej dwóch odbiorców nieliniowych oddziaływujących na jakość energii elektrycznej punkcie wspólnego przyłączenia PWP [oprac. wł.] Model sieci elektroenergetycznej zasilającej odbiorniki nieliniowe Z O1 i Z O2 oraz odbiornik nieliniowy Z O0 znajdujący się powyżej punktu PWP [oprac. wł.]

8 Metoda neuronowa estymacji napięcia w punkcie wspólnego przyłączenia Widok neuronowej sieci jednokierunkowej o architekturze 10–N l –2 [oprac. wł.] Zmiana wartości wskaźnika MSE u PWP uzyskana dla sieci 10–N l –2 dla elementów zbiorów danych uczących oraz testujących zarejestrowanych w układzie modelowym [oprac. wł.]

9 Metoda neuronowa estymacji napięcia w punkcie wspólnego przyłączenia Przykładowe wyniki uzyskane podczas testowania sieci neuronowej 10–10–2 dla elementów zbioru testującego [oprac. wł.] Zmiana błędu estymacji u PWP wartości chwilowych napięcia u PWP dla sieci neuronowej 10–10–2 dla zbioru danych testowych zarejestrowanych w układach modelowych [oprac wł.] ^

10 Pomiar i akwizycja danych pomiarowych na potrzeby zastosowania neuronowej metody estymacji napięcia Schemat sieci dystrybucyjnej zasilającej piece indukcyjne zainstalowane w zakładzie przemysłowym, odbiorniki trakcyjne PKP oraz odbiorców komunalno-bytowych, niewielkie podmioty usługowo-produkcyjne i administracyjno-biurowe [oprac. wł.]

11 Pomiar i akwizycja danych pomiarowych na potrzeby zastosowania neuronowej metody estymacji napięcia

12 Zastosowanie neuronowej metody estymacji napięcia w sieci dystrybucyjnej zasilającej odbiorniki nieliniowe Uzyskany w wyniku realizacji prac pomiarowo-rejestracyjnych zbiór danych pomiarowych posłużył do wyodrębnienia zbioru danych uczących X ucz zawierającego następujące katalogi informacji: zbiór danych wejściowych uczących: zbiór danych wejściowych uczących: zbiór danych wyjściowych uczących: zbiór danych wyjściowych uczących: Uproszczony schemat prezentujący sposób uczenia neuronowego estymatora napięcia w punkcie PWP [oprac. wł.]

13 Zastosowanie neuronowej metody estymacji napięcia w sieci dystrybucyjnej zasilającej odbiorniki nieliniowe Wartości chwilowe napięć fazowych u PWP L1 ÷u PWP L3 [oprac. wł.] Nr próbki ̶ U L1 ̶ U L2 ̶ U L3 V

14 Zastosowanie neuronowej metody estymacji napięcia w sieci dystrybucyjnej zasilającej odbiorniki nieliniowe Wyniki uzyskane dla rzeczywistego napięcia u PWP oraz napięcia estymowanego u PWP przez sieć neuronową 30–10–5–2 dla zbioru danych testowych [oprac. wł.] ˆ

15 Zjawisko przenikania wyższych harmonicznych prądu Uproszczony jednofazowy schemat sieci elektroenergetycznej zasilającej odbiorniki nieliniowe Schemat zastępczy układu określony dla składowej podstawowej Uproszczony schemat zastępczy układu określony dla wyższych harmonicznych

16 Estymacja wyższych harmonicznych prądu nieliniowego odbiorcy skupionego w przypadku wirtualnego wyłączenia sąsiedniego odbiorcy nieliniowego Uwzględnienie zmian intensywności zaburzeń elektromagnetycznych zawartych w prądzie i O2 pochodzących od wyłączanego w sposób wirtualny analizowanego odbiorcy zostało zrealizowane również z wykorzystaniem sieci neuronowych. Uproszczony schemat prezentujący sposób uczenia neuronowego estymatora widma wyższych harmonicznych odkształconego prądu i O2 [oprac. wł.] Dokonano wyboru następujących elementów będących zbiorem danych uczących:

17 Estymacja wyższych harmonicznych prądu nieliniowego odbiorcy skupionego w przypadku wirtualnego wyłączenia sąsiedniego odbiorcy nieliniowego Wartości chwilowe prądów i O2 L1 ÷i O2 L3 [oprac. wł.] ̶ I O2 L1 ̶ I O2 L2 ̶ I O2 L3 A Nr próbki

18 Estymacja wyższych harmonicznych prądu nieliniowego odbiorcy skupionego w przypadku wirtualnego wyłączenia sąsiedniego odbiorcy nieliniowego Wyniki uzyskane dla rzeczywistego prądu i O2 oraz prądu estymowanego i O2 przez sieć neuronową 24–12–6–2 dla zbioru danych testowych [oprac. wł.] ˆ

19 Ocena jakości energii elektrycznej w węźle PWP podczas wirtualnego wyłączenia odbiorcy nieliniowego Estymacja napięcia w węźle PWP podczas wirtualnego wyłączenia odbiorcy nieliniowego Z O1, połączona z jednoczesną oceną jakości energii elektrycznej w stanie wirtualnego wyłączenia oraz w stanie rzeczywistej pracy odbiorcy przemysłowego Z O1 [oprac. wł.]

20 Ocena jakości energii elektrycznej w węźle PWP podczas wirtualnego wyłączenia odbiorcy nieliniowego

21 Wyniki uzyskane dla rzeczywistego napięcia u PWP oraz napięcia estymowanego u PWP przez sieć neuronową dla zbioru danych testowych [oprac. wł.] ˆ

22 Wnioski opracowana neuronowa metoda estymacji napięcia pozwala na określenie wartości chwilowych napięcia w analizowanym węźle sieci elektroenergetycznej w zależności od charakteru oraz intensywności pracy analizowanego odbiorcy, tzw. odbiorcy skupionego oraz pracy samego systemu elektroenergetycznego; opracowana neuronowa metoda estymacji napięcia pozwala na określenie wartości chwilowych napięcia w analizowanym węźle sieci elektroenergetycznej w zależności od charakteru oraz intensywności pracy analizowanego odbiorcy, tzw. odbiorcy skupionego oraz pracy samego systemu elektroenergetycznego; wykazano, iż maksymalny błąd względny uzyskany podczas wyznaczania wartości estymowanej napięcia chwilowego û PWP nie przekracza 3,5 %, natomiast uzyskana dokładność podczas określania wartości poszczególnych parametrów opisujących jakość energii elektrycznej jest istotnie lepsza, np. dla wskaźnika THD û PWP wartość błędu bezwzględnego wyniosła 0,15 %; wykazano, iż maksymalny błąd względny uzyskany podczas wyznaczania wartości estymowanej napięcia chwilowego û PWP nie przekracza 3,5 %, natomiast uzyskana dokładność podczas określania wartości poszczególnych parametrów opisujących jakość energii elektrycznej jest istotnie lepsza, np. dla wskaźnika THD û PWP wartość błędu bezwzględnego wyniosła 0,15 %; dysponowanie wartościami chwilowymi napięć w analizowanym węźle pozwala na przeprowadzenie kompleksowej oceny jakości energii elektrycznej w zależności od charakteru pracy danego odbiorcy nieliniowego; dysponowanie wartościami chwilowymi napięć w analizowanym węźle pozwala na przeprowadzenie kompleksowej oceny jakości energii elektrycznej w zależności od charakteru pracy danego odbiorcy nieliniowego; zastosowanie opisanej metody w rzeczywistych układach elektroenergetycznych pozwala na określenie stopnia odkształcenia napięcia w PWP oraz pozostałych wskaźników opisujących jakość energii elektrycznej (stopień asymetrii, wahania napięcia, etc.) podczas tzw. wirtualnego wyłączenia analizowanego odbiorcy nieliniowego, co prowadzi do wyznaczenia jego indywidualnego wpływu w całkowitej degradacji napięcia w analizowanym węźle systemu elektroenergetycznego. zastosowanie opisanej metody w rzeczywistych układach elektroenergetycznych pozwala na określenie stopnia odkształcenia napięcia w PWP oraz pozostałych wskaźników opisujących jakość energii elektrycznej (stopień asymetrii, wahania napięcia, etc.) podczas tzw. wirtualnego wyłączenia analizowanego odbiorcy nieliniowego, co prowadzi do wyznaczenia jego indywidualnego wpływu w całkowitej degradacji napięcia w analizowanym węźle systemu elektroenergetycznego.

23 Dziękuję za uwagę


Pobierz ppt "Kraków, 16 grudnia 2010 r. dr inż. Marek Gała Politechnika Częstochowska Wydział Elektryczny Politechnika Częstochowska Wydział Elektryczny Zastosowanie."

Podobne prezentacje


Reklamy Google