Phân tích và nhận dạng các nhiễu loạn trên hệ thống điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -o0o - T R A ÀN T H E Á T A ØI PHAÂN TÍCH VÀ NHẬN DẠNG CÁC NHIỄU LOẠN TRÊN HỆ THỐNG ĐIỆN CHUYÊN NGÀNH : MẠNG & HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ NGÀN H : 2.06.07 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH 10 - 2006 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TIẾN SĨ NGUYỄN HỮU PHÚC (Họ tên, học hàm học vị, chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Họ tên, học hàm học vị, chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Họ tên, học hàm học vị, chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Ngày ……… tháng ……… năm 2006 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA o0o Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc o0o NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên : Trần Thế Tài Phái Ngày tháng năm sinh: 12 - 02 - 1980 Chuyên Ngành : Nam Nơi Sinh : Tiền Giang : Mạng Và Hệ Thống Điện Mã Số : 2.06.07 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH VÀ NHẬN DẠNG NHIỄU LOẠN TRÊN HỆ THỐNG ĐIỆN II NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI: Tìm hiểu giới thiệu phần mềm ATP-EMTP, lý thuyết ứng dụng Wavelet Phân tích mơ nhiễu loạn thường gặp hệ thống điện Ứng dụng phép biến đổi Wavelet để nhận dạng nhiễu loạn, xây dựng phần mềm phân tích nhận dạng nhiễu loạn III.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06 – 02 – 2006 IV.NGÀY HOÀN THÀNH : 06 – 10 – 2006 V.HỌ VÀ TÊN CB HƯỚNG DẪN : Tiến Sĩ NGUYỄN HỮU PHÚC Cán Bộ Hướng Dẫn Chủ Nhiệm Ngành Bộ Môn Quản Lý Ngành - - - Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ hội đồng chun ngành thơng qua Phịng Đào Tạo SĐH Ngày …… tháng …… Năm 2004 Khoa Quản Lý Ngành LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin trân trọng bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến Thầy Nguyễn Hữu Phúc, người tận tình hướng dẫn tơi thực hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cám ơn tất q Thầy, Cơ Trường Đại Học Bách Khoa trang bị cho khối lượng kiến thức bổ ích, đặc biệt xin chân thành biết ơn Thầy Cô Bộ môn Hệ Thống Điện tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ cho nhiều trình học tập nh thời gian thực luận văn Tôi xin cảm ơn thật nhiều bạn bè, đồng nghiệp Cơng ty Điện lực TP.HCM gia đình ln giúp đỡ, động viên tạo cho niềm tin cố gắng nổ lực để hoàn thành luận văn TP.Hồ Chí Minh , tháng 10 năm 2006 Người thực Tr ần Thế Tài TÓM TẮT LUẬN VĂN Vấn đề chất lượng điện quan tâm từ nhiều thập niên trước thới giới, nhằm đem lại nguồn điện với chất lượng ngày cao phục vụ đắc lực cho phát triển kinh tế xã hội nhiều quốc gia thới giới, theo nhiều cơng trình nghiên cứu nhiều kỹ sư, giáo sư, nhà nghiên cứu khoa học….ra đời với mục đính nâng cao chất lượng điện Ở Việt Nam, luật điện lực Quốc hội thông qua kỳ họp khố XI ngày 03 tháng 12 năm 2004, có nhiều điều khoản qui định rõ số tiêu chất lượng điện như: điện áp, tần số, hệ số cosφ…mà bên bán điện phải đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng mua điện, tiêu chưa ngang với khu vực hay thới giới bước tiến rõ rệch ngành điện Việt Nam vấn đề quan tâm đến chất lượng cung cấp điện Nó đặt hàng loạt vấn đề mà ngành điện Việt Nam phải làm cần thiết có nhiều nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng điện hệ thống điện hữu Theo xu hướng đó, ngồi việc tăng khả kiểm sốt, điều khiển thơng số điện việc quan sát dạng sóng điện cung cấp để phát nhận dạng nhiễu loạn (sai lệch dạng sóng) việc cần làm Khi mà hệ thống điện ngày lớn rộng với phát triển kinh tế, nhiều tải nhạy cảm phi tuyến xuất việc giải nhiễu loạn tồn hệ thống điện khơng cịn việc đơn lẻ hay cục Đứng trước suy nghĩ trên, người thực tìm hiểu nhiều vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng, nghiên cứu gần quan sát dạng sóng điện cung cấp… Từ giới thiệu lại vấn đề nhiễu loạn dạng sóng điện nhìn từ góc độ chất lượng điện, đồng thời mơ mơ hình gây nhiễu loạn phân tích để nhận dạng nhiễu loạn Trong q trình nghiên cứu sử dụng số phần mềm giải pháp phân tích tín hiệu tiên tiến như: Phần mềm mô độ ATPEMTP, Phép biến đổi Wavelet rời rạc DWT, Mạng neural xác xuất PNN… Nghiên cứu kết thúc với phần mềm nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện tạo báo cáo thông qua Chương: 1.Cơng cụ thực 2.Phân tích nhiễu loạn hệ thống điện 3.Nhận dạng nhiễu loạn Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện MỤC LỤC CHƯƠNG CƠNG CỤ THỰC HIỆN 1.1 Phần mềm mơ ATP-EMTP:………………………………………… …1.1 1.1.1 ATPDraw:… ……………………………………………………………….1.1 1.1.2 PlotXY:…… …………………………………………………………….…1.6 1.1.3 GTPPLOT:………………………………………………………………… 1.7 1.2 Phép biến đổi Wavelet:… …………………………………………………….1.9 1.2.1 Trong ngành toán học ứng dụng:…… …………………………………… 1.9 1.2.2 Trong lĩnh vực xử lý tín hiệu:…………………………………………… 1.13 1.2.3 Trong lãnh vực ứng dụng máy tính:………………………………….…….1.14 1.2.4 Biến đổi Wavelet rời rạc (Discrete Wavelet Transform – DWT):…………1.15 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ MƠ PHỎNG CÁC HIỆN TƯỢNG NHIỄU LOẠN 2.1 Đóng cắt giàn tụ bù:……………………………………………………… … 2.1 2.1.1a Phân tích tượng:…………………………………………………… …2.2 2.1.1b Mô tượng:…………… …………………………………… …2.3 2.1.1c Đánh giá ảnh hưởng vấn đề liên quan đến tượng:……… …2.8 2.1.2 Khuếch đại điện áp đóng cắt tụ:………………………………………2.9 2.1.2a Phân tích tượng:……………………………………………….……… 2.9 2.1.2b Mơ tượng:………………………………………… ……… 2.10 2.1.2c Đánh giá ảnh hưởng vấn đề liên quan đến tượng:………….2.15 2.1.3 Đóng giàn tụ song song:…… …………………………………… ………2.16 2.1.3a Phân tích tượng:…………… …………………………………… …2.16 2.1.3b Mô tượng:………………………………………… …………2.19 2.1.3c Đánh giá ảnh hưởng vấn đề liên quan đến tượng:……….…2.24 2.1.3c1 Thiết bị đóng cắt VCR:………………………………………… ……….2.24 2.1.3.c2 So sánh việc đóng giàn tụ có khơng có nối đất:.………… …….……2.25 2.1.3c3 Tương quan dung lượng tụ đóng vào tụ hoạt động:…… …2.27 Mục lục Trang ML Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện 2.1.4 Hiện tượng phóng điện trước (prestrike) đóng điện giàn tụ lập:………………………………………………………………………….2.31 2.1.4a Phân tích tượng:………………………………………………….……2.31 2.1.4b Mô tượng:…………… …………………………….…………2.31 2.1.4c Ảnh hưởng liên quan tượng phóng điện trước:………… ……2.32 2.1.5 Hiện tượng phóng điện trở lại (restrike) cắt giàn tụ khỏi l ưới:…2.33 2.1.5a Phân tích tượng:……………………………………………………….2.33 2.1.5b Mơ tượng phóng điện trở lại lần đầu cắt giàn tụ khỏi lưới:…………………………………………………………… …………………2.34 2.1.5c Mơ tượng phóng điện trở lại lần cắt giàn tụ khỏi lưới:……………………………………………………………………………… 2.36 2.1.5d Ảnh hưởng liên quan đến tượng phóng điện trở lại:……….2.37 2.2 Đóng điện lộ phân phối:……………………………………………… 2.38 2.2.1 Phân tích tượng:……………………………………………………… 2.38 2.2.2 Mô quan sát tượng:…………………………….……….……2.39 2.3 Ảnh hưởng sét đối vối hệ thống điện:…………………………………… 2.40 2.3.1 Phân tích:…………………………………………………………… …… 2.40 2.3.1a Đường sét:……………………………………………………… ….2.40 2.3.1b Ảnh hưởng dòng sét:……………………………………… …………2.41 2.3.1c Các biện pháp làm giảm ảnh hưởng:…………………………………… 2.42 2.3.2 Mô quan sát tượng:………………………………………… 2.42 2.4 Những tượng biến đổi điện áp khoảng thời gian ngắn:… … ……2.44 2.4.1 Hiện tượng điện (interruption):………………………………… …… 2.45 2.4.1a Mô tả phân tích tượng:…………….…… ……………….……… 2.45 2.4.1b Mơ quan sát tượng:…………… …………………… … 2.46 2.4.2 Hiện tượng sụt áp (Voltage sag/dip):……………………………… ………2.47 2.4.2a Mô tả phân tích tượng:…………… …………………………… 2.47 2.4.2b Mơ quan sát tượng:……………… ……………………… 2.49 2.4.3 Hiện tượng tăng áp (Voltage Swell):……………………………… ………2.49 2.4.3a Mơ tả phân tích tượng:…………………………………………… 2.49 2.4.3b Mô quan sát tượng:…………………………………………2.50 2.5 Những biến đổi sái dạng điện áp xảy khoảng thời gian dài:….………2.51 Mục lục Trang ML Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện 2.5.1 Hiện tượng chập chờn điện áp (Flicker):………………………………… 2.51 2.5.2 Hiện tượng sái dạng họa tần:……….……………………………………2.53 CHƯƠNG NHẬN DẠNG CÁC TÍN HIỆU NHIỄU LOẠN 3.1 Xem xét đặc trưng tín hiệu:…………………………………………….3.1 3.1.1 Phương pháp thực hiện:……………………………………………… …….3.1 3.1.2 Xem xét đặc trưng tín hiệu:…………………………… ……… …… 3.3 3.1.3 Tổng hợp đặc trưng tín hiệu:….……………………… ……3.13 3.2 Tự động việc nhận dạng:………………………………………….………3.18 3.2.1 Phương pháp thực hiện:………………………………………………… ….3.18 3.2.2 Dùng mơ hình PNN để phân loại tín hiệu độ:…………………… ……3.20 3.2.3 Xây dựng hàm nhận dạng Recognizing:……………………………….……3.21 3.2.4 Xây dựng chương trình nhận dạng nhiễu loạn:………………………… …3.23 Mục lục Trang ML Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG CÔNG CỤ THỰC HIỆN Trong chương tìm hiểu sơ lược phần mềm sở lý thuyết sử dụng để thực luận văn, bao gồm phần mềm ATP-EMTP, Phép phân tích Wavelet chứa phần mềm Matlab Trong phần mềm ATP sử dụng để phân tích mơ tượng gây nhiễu loạn hệ thống điện, Phép phân tích Wavelet dùng để nhận dạng nhiễu loạn 1.1 Phần mềm mô ATP-EMTP: Phần mềm ATP-EMTP (Alternative Transisents Program – ElectroMagnetic Transients Program) phần mềm dùng để mô tượng điện từ, điện trình độ hệ thống điều khiển hệ thống điện nhiều pha ATP có module chính, gồm: ATPDraw, PlotXP, GTPPLOT, ATP Control Center 1.1.1 ATPDraw: Là chương trình 32bits cho phép người sử dụng xây dựng mơ hình mạch để mơ q trình q độ cách dùng chuột chọn thành phần định nghĩa sẵn từ bảng mơ hình + ATPDraw gồm tập tin chính: - ATPDraw.exe : Tập tin thực thi chương trình - ATPDraw.scl : Thư viện thành phần chuẩn - ATPDraw.cnt : Nội dung tập tin HELP - ATPDraw.help : Tập tin thực thi công cụ HELP Ngồi người sử dụng định nghĩa tạo thành phần cá nhân cho mục đích sử dụng riêng biệt + Quan hệ tương tác ATPDraw với module chương trình khác: - ATPDraw tạo liệu OUTPUT INPUT module phần mềm khác để vẽ xử lý - Chức Edit Commands chức version ATPDraw 3.6, hỗ trợ kích hoạt module phần mềm khác ATPDraw, phụ thuộc vào câu lệnh mà người dùng định nghĩa Chương 1: Công cụ thực Trang 1 Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Hình 1.1.1a: Chọn chương trình cần kích hoạt ATPDraw Hình 1.1.1b: Quan hệ tương tác ATPDraw với Module khác Chương 1: Cơng cụ thực Trang Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Luận văn tốt nghiệp 3.2 Tự động việc nhận dạng: Bằng mắt thường với phân tính đặc trưng phần vừa trình bày người hồn tồn nhận loại nhiễu loạn hệ thống điện Nhưng chưa phải mục tiêu cuối nghiên cứu, viết chương trình tự động nhận dạng phân loại nhiễu loạn hệ thống điện Về ý tưởng chương trình thực công đoạn trung gian cho công việc quan sát chất lượng điện năng, nhận biết, phân loạn tượng xảy hệ thống điện có đáp ứng tức thời điều khiển hệ thống điện 3.2.1 Phương pháp thực hiện: Những đặc trưng phân tích phần 3.1 bao gồm 13 giá trị lượng đặc trưng cho tín hiệu, thời gian tồn nhiễu loạn tín hiệu, biên độ cực đại nhiễu loạn đưa vào mạng PNN công việc mạng nhận dạng đưa kết thơng tin tín hiệu nhiễu loạn đưa vào + Giới thiệu mạng PNN (Probabilistic Neural Network): Mạng neural xác xuất PNN nhiều mạng neural cung cấp Matlab, mạng thiết kế với chức nhận dạng phân loại tín hiệu Hình 3.2.1a Mơ hình mạng PNN Q trình huấn luận mạng có nét khác biệt so với mạng khác sau: - Mạng thực việc sử dụng mơ hình xác suất, phân loại Bayesian - Một mạng PNN đảm bảo quy phân loại Bayesian Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 18 Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Luận văn tốt nghiệp - Khơng địi hỏi q trình xử lý, sau huấn luyện mạng tự động cho kết phân loại tín hiệu đưa vào - Không cần đặt khối lượng ban đầu mạng - Khơng liên quan q trình huấn luyện trình sử dụng, sau huấn luyện cho mơ hình mẫu mạng xác lập đóng kính q trình sử dụng khơng tác động đến cơng việc huyến luyện thực trước Tốc độ xử lý mơ hình mạng PNN sau huấn luyện nhanh, sử dụng phì hợp để nhận dạng lỗi phân biệt tín hiệu thời gian thực Hình 3.2.1a thể cấu trúc mơ hình PNN bao gồm lớp phân tia lớp xét chọn Trong việc thực nhận dạng tín hiệu, huấn luyện mẫu phân loại theo phân bổ giá trị hàm mật độ xác suất (probabilistic density function: PDF), nguyên lý PNN Một hàm PDF đơn giản định nghĩa sau: fk ( X )  Nk  X  X kj  exp   2 j 1  Nk   …(1)   Để đơn giản ta áp dụng (2) cho vector đầu H lớp ẩn PNN    ( X i  Wihxh )    H h  exp i  … (2) 2     Thuật toán vector đầu Y PNN sau: net j  Nj W hy hj h H h N j  Whjhy h netj=max(netk) Y j=1, ngược lại Y j=0 ….(3) Với: - i số lớp vào - h số lớp ẩn - j số lớp - k số mẫu huấn luyện - Nk số cụm phân loại - σ hệ số trượt (lệch chuẩn), 0.1 < σ < Thông thường chọn 0.5; - X vertor đầu vào - ║X-Xkj║ khoảng cách Euclidean vector X X kj nghĩa Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 19 Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện ║X-Xkj║=  ( X i  X kj ) i -W xh -W hy ih hj trọng lượng kết nối lớp đầu vào X lớp ẩn H trọng lượng kết nối lớp ẩn H lớp đầu Y 3.2.2 Dùng mơ hình PNN để phân loại tín hiệu q độ: Mặc dù PNN cịn vài bất lợi độ lớn nhớ thời gian thực tỷ lệ với số mẫu huấn luyện, khắc phục hạn chế định lý Parseral để giảm bớt số liệu đầu vào huấn luyện + Các bước xây dựng mẫu huấn luyện: - Tín hiệu nhiễu loạn kết q trình mơ (đã trình bày chương 2) có 256 điểm chu kỳ chứa file có phần mở rộng pl4 chuyển thành file có phần mở rộng mat chương trình GTPPLOT’02 Do thời gian tín hiệu chọn 0.3 giây tương ứng với 15 chu kỳ (tần số 50hz) nên tín hiệu ma trận [1, 3842] - Dùng phân tích DWT số hàm viết Matlab để tạo 13 giá trị lượng đặc trưng tín hiệu (P1, P2…P13), thời gian độ (t), biên độ cực đại nhiễu loạn (A) tín hiệu nhiễu loạn (đã trình bày phần 3.1 chương này) Theo tín hiệu (một mẫu) tương ứng với vector có 15 thành phần + Tổ chức huấn luyện: - Nhiễu loạn đóng cắt giàn tụ xây dựng 40 mẫu thay đổi thời điểm đóng cắt thay đổi giá trị điện tích tụ - Hiện tượng sụt áp, Tăng áp, điện tạm thời loại xây dựng 20 mẫu thay đổi thời điểm diễn ra, thời điểm kết thúc biên độ trình - Hiện tượng chập chờn điện áp xây dựng 10 mẫu thay đổi thay đổi tần số biên độ chập chờn - Hiện tượng phóng điện trước, phóng điện trở lại loại xây dựng 20 mẫu thay đổi thời điểm phóng điện - Tín hiệu sin chuẩn tạo 10 mẫu giống Như tổng số mẫu 10 tín hiệu 190 mẫu sử dụng để huấn luyện mạng, trình huấn huyện mạng ta phải đặc hệ số trượt σ cho mạng mạng chưa nhận dạng tất mẫu ta thay đổi hệ số trượt huấn luyện lại nhận dạng thành công tất mẫu Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 20 Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Luận văn tốt nghiệp Sin Cap Sag Swell Inter Flicker Har Lig Pre Res 3.2.3 Xây dựng hàm nhận dạng Recognizing: Khi mạng huấn luyện thành cơng tín hiệu mạng nhận dạng loại nhiễu loạn, từ ta tạo hàm Recognizing để tổ chức hoạt động nhận dạng mạng, bao gồm việc đưa tín hiệu vào cho mạng nhận dạng xuất kết nhận dạng: - Thời điểm bắt đầu nhiễu loạn - Thời điểm kết thúc nhiễu loạn - Thời gian xảy nhiễu loạn - Biên độ cực đại xảy trình nhiễu loạn - Tên tín hiệu nhiễu loạn + Câu lệch sử dụng hàm recognizing đơn giản: Recognizing(‘tên file c ần nhận dạng’) Hoặc Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 21 Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Result=Recognizing(‘tên file c ần nhận dạng’) + Ví dụ: - Cần nhận dạng tín hiệu chứa file: eib01.mat (là tín hiệu nhiễu loạn đóng giàn tụ bù) >>Result=Reconizing(‘eib01’) Result = Begin: '1.0154(cyclce)=0.020307(s)' End: '5.6392(cycle)=0.11278(s)' Time: '4.7 488(cycle)=0.094976(s)' Amplitude: '1.9097(p.u)' Energy: [13x1 double] Name: 'Capacitor Switching' - Cần nhận dạng tín hiệu chứa file: sin01.mat (là tín hiệu sin chuẩn) >>Result=Recognizing(‘sin01’) Result = Begin: 'non e' End: 'none' Time: 'none' Amplitude: '1(p.u)' Energy: [13x1 double] Name: 'Pure Sin' Hình ảnh minh họa thực thi hàm Recognizing Matlab Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 22 Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện 3.2.4 Xây dựng chương trình nhận dạng nhiễu loạn: Với hàm recognizing giới thiệu phần trước với số hàm khác Matlab hồn tồn vẽ để quan sát tín hiệu nhiễu loạn, phân tích thơng số của tín hiệu nhiễu loạn phân loạn nhiễu loạn đó…Nhưng cơng việc thực hàm lập lập lại nhiều thời gian công sức người khảo sát, việc xếp tổ chức tín hiệu nh hàm chức cồng kềnh khó quản lý Để tránh khó khăn vừa nêu, đồng thời quan sát nhiều thơng tin tín hiệu lúc, xây dựng chương trình nhằm tự động thực công việc với động tác click chuộc Chúng ta tạm gọi tên chương trình PowerDRC (Power Disturbance Recognition and Classification: Nhận dạng phân loại nhiễu loạn điện), xây dựng ngơn ngữ lập trình Visual Basic 6.0 Ở lưu ý ngôn ngữ Visual Basic thực nhiệm vụ kết nối liệu đầu vào tổ chức cho Matlab thực tính tốn, vẽ đồ thị…rồi xuất kết quả, hình ảnh cửa sổ định sẵn giao diện Hình 3.2.4a Giao diện chương trình PowerDRC Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 23 Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện + Chức chương trình : - Click vào nút OPEN chương trình xuất cửa sổ để dễ dàng chọn file (có phần mở rộng mat) chứa thơng tin tín hiệu muốn nhận dạng Hình 3.2.4b Cửa sổ để mở tín hiệu cần nhận dạng - Khi click nút Open cửa sổ, chương trình vẽ tín hiệu chứa file chọn - Chúng ta chọn dạng wavelet mức phân tích click vào hộp sau: - Khi click nút Analyze quan sát tín hiệu đường đặc trưng lượng xem tín hiệu thành phần chi tiết check vào hộp sau: Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 24 Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Hình 3.2.4c Minh họa lúc chương trình vẽ tín hiệu thành phần chi tiết - Chúng ta xem giá trị lượng 13 thành phần chi tiết tín hiệu chọn tín hiệu sin đồng thời xem biểu đồ lượng 13 thành phần chi tiết tín hiệu chọn click vào nút Energy Hình 3.2.4d Minh họa chương trình hoạt động click nút Energy Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 25 Luận văn tốt nghiệp - Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Mục đích cuối xem loại nhiễu loạn thông số nhiễu loạn click vào nút Recognizing + Ưu khuyết điểm chương trình: *Ưu điểm: - Chương trình thể đầy đủ thơng tin tín hiệu nhiễu loạn cần nhận dạng, đặc biệt hình ảnh tín hiệu rõ ràng sắc nét - Chương trình đáp ứng nhanh với điều khiển người sử dụng cho kết xác ưu điểm phương pháp nhận dạng - Chương trình có giao diện đẹp dễ dàng sử dụng *Khuyết điểm: - Tất nhiên chương trình nhận dạng tín hiệu tương đương với mẫu huấn luyện mạng PNN: tín hiệu có tần số 50hz; có chu kỳ lấy mẫu 256 mẫu/chu kỳ tần số bản; Chương 3: Nhận dạng nhiễu loạn Trang 26 Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện KẾT LUẬN * NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ: Cũng tên gọi đề tài nghiên cứu, luận văn tập trung thực qua phần chính: 1.Phân tích tượng nhiễu loạn hệ thống điện: Các tượng nhiễu loạn thường gặp hệ thống điện giới thiệu đầy đủ, tượng trình bày chi tiết: nguyên nhân xảy tượng; vị trí xảy tượng hệ thống điện; đánh giá tác hại tượng; biện pháp làm giảm tác hại vấn đề liên quan đến tượng Hầu hết tượng giới thiệu tiến hành mô với phần mềm chuyên dụng phân tích độ ATP-EMTP cho kết hợp lý với nhận định tượng Trong mơ hình mơ tập trung vào lưới 110kV, chủ định người thực với thiên hướng hệ thống giám sát tượng môi trường lưới Tổng hợp tượng tranh phong phú nhiễu loạn dạng sóng mơi trường lưới điện 2.Nhận dạng nhiễu loạn: Với cơng cụ mạnh lĩnh vực phân tích dạng sóng Wavelet, đặc trưng nhiễu loạn rút thể đường đặc trưng lượng, giải pháp giúp cho q trình phân loại nhận dạng tín hiệu dễ dàng xác Ngồi việc lấy 256 mẫu/1 chu kỳ tần số chủ định người thực nhằm phù hợp với thiết bị kỹ thuật số dùng quan sát tín hiệu Điểm bậc q trình tự động nhận dạng đáp ứng nhanh, kết xác, đặc biệt trình tự thực chân phương dựa mạng chuyên dụng nhận dạng tín hiệu PNN Sự kết hợp Wavelet-NeuronNetwork với số giải pháp hợp lý thực công cụ mạnh việc phân loại loại nhiễu loạn Tuy chương trình nhận dạng sau cịn thật xa để đưa vào ứng dụng thực tế, luận văn phần thể bước cần làm để tạo thiết bị quan sát chất l ượng điện lưới * HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI: Còn nhiều tượng nhiễu loạn thực tế chưa đề cập, cụ thể tượng ngắn mạch, ngồi q trình nhận dạng chưa thể nhận dạng nhiễu loạn kép Đó vài hướng cần nghiên cứu phát triển t ương lai Kết luận Trang KL Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện TÀI LIỆU THAM KHẢO - “Allan Greenwood, Electrical Transients in Power Systems, John Wiley & Sons, Inc, New York, 1971 - “ATP Control Center Version 2.0” Deniz Celikag Sallstr.29, Mustafa Kizilcay Dept of Electrical Eng & Comp.Sci - “ATPDRAW” version 3.5 for window 9x/NT/2000/XP User’Manual - “Electrical Power Systems Quality” Roger C.Dugan / Mark F.Mcgranaghan; Suryu Santoso / Wayne Beaty - “GTPPLOT: Plotting Program for ATP Output files” Orlando P.Hevia Grostiaga 1483 - Một số báo IEEE: + “Anon – Differentiable Wavelet Algorrithm for Transient Analysis” N.S.D Brito, B.A Souza in COPELE/CCT/UFPB + “Coupling Capacitor Voltage Transformers as Harmonics Dirtortion Monitoring Devices in Transmission Systems” Miloje Tanaskovic, Abdul Nabi, Slobodan Misur: nonmember and Paolo Diamanti, Ross mcTaggaart: member IEEE + “Impact of the Reactive Power Compensation on Harmonic Distortion Level” J.A.M.Neto, N.C.Jesus, L.L.Piesanti + “Zwe-Lee Gaing, “Wavelet-Based Neural Network for Power Disturbance Recognition and Classification” IEEE Trans Power Delivery, vol 19, pp.1560– 1568, Oct 2004 - “Tập giảng chuyên đề Wavelet ứng dụng” Lê Tiến Thường, ĐHBK TP.HCM, 04-2003 Tài liệu tham khảo Trang TLTK Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH HUẤN LUYỆN MẠNG load Enett load Tnett t = clock; nett=newpnn(Enett,ind2vec(Tnett),0.001); etime(clock,t) t = clock; temp=Enett(:,1); vectemp=sim(nett,temp); vec=vec2ind(vectemp); etime(clock,t) save nett nett; CHƯƠNG TRÌNH NHẬN DẠNG NHIỄU LOẠN % function [En]=recognizing(x,nett) % INPUT : % x : la tin hieu can nhan dang % hoac la ten cua tap tin mat chua du lieu can nhan dang % nett : la Mang PNN duoc tao boi cac Mau duoc dung de huan luyen Mang % % OUTPUT : la En co tinh chat STRUCT cua Matlab : % En.Begin : la thoi diem bat dau cua Qua Trinh Qua Do % En.End : la thoi diem ket thuc cua Qua Trinh Qua Do % En.Time : la thoi gian cua Qua Trinh Qua Do % En.Amplitute : la bien lon nhat xuat hien Qua Trinh Qua Do (p.u) % En.Energy: la 13 muc Nang Luong chenh lech cua nhieu loan can nhan dang so voi tin hieu sin chuan % En.Name : Ten cua Qua Trinh Qua Do % % Vi du : Ta co tap tin pre01.mat luu du lieu hien tuong Pretrike % => Cau lenh : % >> recognizing('pre01'); %ans = % Begin: '1.0154(cyclce)=0.020307(s)' % End: '5.6079(cycle)=0.11216(s)' % Time: '4.7176(cycle)=0.094351(s)' % Amplitude: '3.3248(p.u)' % Energy: [13x1 double] % Name: 'Prestrike' function [En]=recognizing(x,nett) format long; if nargin < | nargin < load nett; end if isstr(x)==1 s1=load(strcat(x,'.mat')); s1=struct2cell(s1); if length(s1)==1 s1=s1{1}; elseif length(s1)==2 s1=s1{2}; Phụ lục Trang PL Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện else length(s1)==3 s1=s1{3}; end else s1=x; end clear vU; load sin01.mat; ss=vU; [C1,L1] = wavedec(s1,13,'db4'); for i=1:13 P1{i} = wrcoef('d',C1,L1,'db4',i); E1(i)=((sum(P1{i}.^2))/length(P1{i}))^(1/2); end [Cs,Ls] = wavedec(ss,13,'db4'); for i=1:13 Ps{i} = wrcoef('d',Cs,Ls,'db4',i); Es(i)=((sum(Ps{i}.^2))/length(Ps{i}))^(1/2); end E=(E1-Es)/Es(7); k = length(s1)/3842; temp=abs(P1{3}); temp(1:50)=0; temp(k*3800:k*3842)=0; totaltime=k*(3842-ceil(3842/15/4)); begintime=ceil(k*3842/15/4); deltatime=ceil(k*3842/15/4); runtime=begintime; i=1; while (runtimemax(point)/20); ii=length(pointmax); tbegin = (begintime+(pointmax(1)1)*deltatime+find(temp(begintime+deltatime*(pointmax(1)1):begintime+deltatime*pointmax(1))==point(pointmax(1))))*0.3/3841; tb=ceil(tbegin*3841/0.3+64); tend = (begintime+(pointmax(ii)1)*deltatime+find(temp(begintime+deltatime*(pointmax(ii)1):begintime+deltatime*pointmax(ii))==point(pointmax(ii))))*0.3/3841; te=fix(tend*3841/0.3)-64; t=tend-tbegin; maxchuky=max(s1); if maxchuky==1 maxchuky=max(s1(tb:te,1)); end E(15)=maxchuky*0.01; E(14)=t/100; E(16)=tbegin; E(17)=tend; E=E'; ac=sim(nett,E(1:15,1)); a=vec2ind(ac); if a==1 Phụ lục Trang PL Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện text='Capacitor Switching'; elseif a==2 text='Voltage Sag'; elseif a==3 text='Voltage Swell'; elseif a==4 text='Voltage Interruption'; elseif a==5 text='Voltage Flicker'; elseif a==6 text='Harmonic'; elseif a==7 text='Lightning'; elseif a==8 text='Prestrike' elseif a==9 text='restrike' elseif a==10 text='Pure Sin'; end E(16,1)=tbegin; E(17,1)=tend; E(14,1)=tend-tbegin+0.0025; E(15,1)=abs(maxchuky); if a==10 En.Begin=strcat('none'); En.End=strcat('none'); En.Time=strcat('none'); else En.Begin=E(16,1); En.Begin=strcat(num2str(E(16,1)*50),'(cyclce)=',num2str(E(16,1)),'(s)'); En.End=E(17,1); En.End=strcat(num2str(E(17,1)*50),'(cycle)=',num2str(E(17,1)),'(s)'); En.Time=strcat(num2str(E(14,1)*50),'(cycle)=',num2str(E(14,1)),'(s)'); end En.Amplitude=strcat(num2str(abs(maxchuky)),'(p.u)'); En.Energy=E(1:13,1); En.Name=text; clc Phụ lục Trang PL TĨM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên : Trần Thế Tài Ngày tháng năm sinh : 12 - 02 - 1980 Phái : Nam Nơi sinh : Tiền Giang Địa liên lạc : Phòng Vật tư & Xuất nhập khẩu, Công ty Điện lực TP.HCM, Tổng Cơng ty Điện lực Việt Nam Q trình đào tạo: - Từ 1998 – 2003, Học trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM - Từ 2004 đến nay, theo học cao học ngành Mạng Hệ Thống Điện, khóa 15, Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Q trình cơng tác: Từ 2003 đến nay, cơng tác Phịng Vật tư & Xuất nhập khẩu, Công ty Điện lực TP.HCM ... mềm nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện tạo báo cáo thông qua Chương: 1.Công cụ thực 2 .Phân tích nhiễu loạn hệ thống điện 3 .Nhận dạng nhiễu loạn Luận văn tốt nghiệp Phân tích nhận dạng nhiễu loạn. .. mơ hệ thống có mạch tương đương trên, ta quan sát dạng sóng độ: +1.5(p.u) Dạng sóng điện áp độ giàn tụ Chương 2: Phân tích mô tượng nhiễu loạn Trang 19 Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện. .. sát dạng sóng q độ: +5.6(p.u) Dạng sóng dịng điện xung chảy vào trạm tụ Chương 2: Phân tích mô tượng nhiễu loạn Trang Phân tích nhận dạng nhiễu loạn hệ thống điện Luận văn tốt nghiệp +1.9(p.u) Dạng