Clean Power

Ukrainian (UA)English (United Kingdom)

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ


ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ

Про інститут

DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2018.49.010

УДК 621.315.1

ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЗОНАНСНИХ ПЕРЕНАПРУГ У МАГІСТРАЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ 750 кВ З НЕСИНУСОЇДАЛЬНИМ ДЖЕРЕЛОМ СПОТВОРЕННЯ ЗА ДОПОМОГОЮ ШТУЧНОЇ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ

В.В. Кучанський, канд. техн. наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Розглянуто резонансні перенапруги, що виникають внаслідок підключення автотрансформатора до електричної мережі. Проведено дослідження, присвячені актуальній науковій та практичній задачі – розробка моделей для аналізу резонансних перенапруг при їх виникненні, розвитку та існуванні. Розроблено штучну нейронну мережу контролю перенапруг та функціональні моделі для її налагодження. Досліджено застосування розробленої мережі для виявлення факторів, які мають найбільший вплив на появу та кратність перенапруг в електричних мережах. Наявність значної кількості нечітко заданих чинників, які впливають на точність визначення характеристик даних перенапруг, зумовила необхідність використання штучної нейронної мережі. Обґрунтовано вибір алгоритму навчання багатошарового персептрона для вирішення задачі визначення характеристик перенапруг, що виникають при включенні лінії електропередачі надвисокої напруги на ненавантажений автотрансформатор. Було застосовано процедуру навчання методом зворотного поширення помилки, що придатна для навчання багатошарових нейронних мереж. Сформульовано вимоги до підготовки багатошарового персептрона для вирішення задачі визначення характеристик резонансних перенапруг. Такі вимоги пов’язані з вибором оптимальної архітектури багатошарового персептрона, підготовкою вибірок даних, кількістю епох навчання, вибором функції активації нейронів. Виявлено фактори, які найбільше впливають на характеристики резонансних перенапруг. Наведено результати визначення характеристик перенапруг такого класу за допомогою штучної нейронної мережі. Бібл. 11, рис. 5.
Ключові слова: резонансні перенапруги, несинусоїдальні режими, парні гармоніки, штучна нейронна мережа.

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В МАГИСТРАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ 750 кВ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМ ИСТОЧНИКОМ ИСКАЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ИСКУССТВЕННОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ

В.В. Кучанский, канд. техн. наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина

Рассмотрена возможность использования искусственных нейронных сетей для быстрого принятия решений в случае возникновения длительных перенапряжений. Проведен анализ специфики задачи разработки экспресс-метода определения характеристик перенапряжений и распространенных методов их решения с помощью применения искусственных нейронных сетей. Применена архитектура искусственных многослойных нейронных сетей, пригодных для реализации этой задачи. Рассмотрены резонансные перенапряжения, возникающие вследствие подключения автотрансформатора к электрической магистральной сети 750 кВ. Наличие значительного количества нечетко заданных факторов, которые влияют на точность определения характеристик данных перенапряжений, обусловила необходимость использования искусственной нейронной сети. Проведены исследования, посвященные актуальной научной и практической задаче – разработке нейромодели для анализа резонансных перенапряжений при их возникновении, развитии и существовании. Разработана искусственная нейронная сеть для определения кратности перенапряжений. Исследовано применение разработанной сети для выявления факторов, которые оказывают наибольшее влияние на появление и кратность перенапряжений в электрических сетях. Выявлены факторы, которые больше всего влияют на характеристики резонансных перенапряжений. Приведены результаты определения характеристик перенапряжений с помощью искусственной нейронной сети. Для решения задачи определения характеристик перенапряжений рассмотрены нейросетевые методы, которые отличаются способностью устанавливать нелинейные связи между параметрами линии электропередачи сверхвысокого напряжения. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи: осуществить определения характеристик перенапряжений нейросетевыми методами; построить модель нейронной сети, соответствующую исходным данным линии электропередачи; получить результаты прогноза; оценить точность функционирования построенной модели. Библ. 11, рис. 5.
Ключевые слова: резонансные перенапряжения, несинусоидальные режимы, четные гармоники, искусственная нейронная сеть.

Література
1. Базуткин В.В., Дмоховская Л.Ф. Расчеты переходных процессов и перенапряжений. Москва: Энергоатомиздат, 1983. 328 с.
2. Дмоховская Л.Ф. Инженерные расчеты внутренних перенапряжений в электропередачах. Москва: Энергия, 1972. 288 с.
3. Кузнецов В.Г., Тугай Ю.І, Кучанський В.В., Шполянський О.Г. Дослідження резонансних перенапруг на ультрагармоніках парної кратності на ЛЕП 750 кВ. Праці Інституту електродинаміки НАН України. 2012. Вип. 29. С. 15–22.
4. Кузнецов В.Г., Шполянский О.Г. Исследование возможности возникновения перенапряжений в ЛЭП 750 кВ на 2-й гармонике. Problemy Electroenergetyki: VI Miedzynarodowe Seminarium Polsko–Ukrainskie, Lodz, 16-17 Spt. 2010. С. 51–58.
5. Кузнецов В.Г., Тугай Ю.И., Кучанский В.В. Использование искусственной нейронной сети для анализа резонансных перенапряжений. Problemy Electroenergetyki: VI Miedzynarodowe Seminarium Polsko– Ukrainskie, Lodz, 16-17 Spt. 2010. С. 81–88.
6. David Kriesel. Brief Introduction to Neural Networks. Berlin, 2010. P. 286.
7. Kuchanskyi V. The application of controlled switching device for prevention resonance overvoltages in nonsinusoidal modes. IEEE 37th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), 2017, April. P. 394–399. DOI: https://doi.org/10.1109/ELNANO.2017.7939785
8. Sadeghkhani I., Ketabi A., Feuillet R. New approach to harmonic overvoltages reduction during transformer energization via controlled switching. Proceedings of in Proc. 15th International Conference on Intelligent System Applications to Power Systems, Curitiba, Brazil, 2009. P. 1589–1595. DOI: https://doi.org/10.1109/ISAP.2009.5352837
9. Sadeghkhani I., Mortazavian A., Moallem M. Mitigation of capacitor banks switching overvoltages using radial basis function technique. Advances in Electrical Engineering Systems 13. Vol. 1, No. 1. March 2012. P. 8–13.
10. Sadeghkhani I., Ketabi A., Feuillet R. Estimation of Temporary Overvoltages during Power System Restoration using Artificial Neural Network. IEEE Trans. Power Delivery. Vol. 17, Oct. 2002. P. 1121–1127.
11. Tugay Y. The resonance overvoltages in EHV network. Proceedings of IEEE Sponsored Conference EPQU’09.  In-ternational Conference on Electrical Power Quality and Utilisation, Poland, Lodz, September 15-17, 2009. P. 14–18. DOI: https://doi.org/10.1109/EPQU.2009.5318812