(Luận văn thạc sĩ) nhận dạng sự cố trong hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÁT LỢI NHẬN DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÁT LỢI NHẬN DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN PHÁT LỢI NHẬN DẠNG SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS QUYỀN HUY ÁNH Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2014 Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: NGUYỄN PHÁT LỢI Ngày, tháng, năm sinh: Quê quán: 30/10/1988 Thành phố Hồ Chí Minh Chỗ riêng địa liên lạc: Giới tính: Nam Nơi sinh: TP.HCM Dân tộc: Kinh 202/3 Lã Xuân Oai, Phường Tăng Nhơn Phú A, Quận 9, Tp.Hồ Chí Minh Điện thoại: 012521 12521 E-mail: nguyenphatloi@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Cao Đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ tháng 9/2006 đến tháng 3/2010 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Điện cơng nghiệp Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ tháng 9/2010 đến tháng 3/2012 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh Ngành học: Điện cơng nghiệp Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: BIÊN SOẠN TÀI LIỆU RƠ LE D60 CHO THỰC TẬP CUNG CẤP ĐIỆN HVTH: Nguyễn Phát Lợi - Trang i - Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Ngày 09/1/2012 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: Thạc sĩ Nguyễn Nhân Bổn III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trường Đại học Sư phạm Kỹ Giảng viên thỉnh giảng Khoa thuật Tp Hồ Chí Minh Điện – Điện tử Từ tháng Trường Cao đẳng Công nghệ Giảng viên Khoa Điện – Điện tử 8/2014 Thủ Đức Từ tháng 9/2012 đến tháng 7/2014 Ngày 01 tháng năm 2014 Người khai ký tên NGUYỄN PHÁT LỢI HVTH: Nguyễn Phát Lợi - Trang ii - Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng năm 2014 Người cam đoan NGUYỄN PHÁT LỢI HVTH: Nguyễn Phát Lợi - Trang iii - Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS Quyền Huy Ánh tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Chân thành cảm ơn quý Thầy/Cô phản biện đưa quan điểm, đánh giá bổ sung vào lĩnh vực nghiên cứu, giúp hiểu rộng hướng nghiên cứu đề tài tự đánh giá lại công việc thực Chân thành cảm ơn q Thầy/Cơ Khoa Điện – Điện tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Trường Đại học Bách khoa TP.HCM truyền đạt kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm, giúp tự tin tìm hiểu kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khố học Và cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ cho suốt trình học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng năm 2014 Tác giả luận văn NGUYỄN PHÁT LỢI HVTH: Nguyễn Phát Lợi - Trang iv - Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh MỤC LỤC Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan iii Lời cảm ơn iv Tóm tắt v Abstract vi Mục lục .vii Danh sách chữ viết tắt xi Danh sách hình xii Danh sách bảng xiv Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung vấn đề nghiên cứu 1.2 Các kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố 1.2.1 Phương pháp mạng nơ – ron nhân tạo để bảo vệ khoảng cách cho đường dây truyền tải 1.2.2 Áp dụng nhận dạng mẫu bảo vệ khoảng cách 1.2.3 Phương pháp Nơ – ron mờ (Fuzzy neural) để phân loại cố cho bảo vệ đường dây truyền tải 1.2.4 Thuật toán mạng nơ – ron cải tiến cho việc phân loại cố đường dây truyền tải 1.2.5 Xác định vị trí xảy cố hệ thống điện: phương pháp nhận dạng mẫu HVTH: Nguyễn Phát Lợi - Trang vii - Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các dạng rơ le bảo vệ 2.1.1 Bảo vệ dòng điện cực đại (51) 2.1.2 Bảo vệ dòng điện cắt nhanh (50) 2.1.3 Bảo vệ khoảng cách (21) 2.1.4 Bảo vệ dòng có hướng (67) 2.1.5 Bảo vệ dòng thứ tự nghịch (46) 2.1.6 Bảo vệ nhiệt (49) 10 2.1.7 Bảo vệ tự động đóng trở lại (79) 10 2.1.8 Bảo vệ tần số cao vô tuyến (85) 11 2.1.9 Bảo vệ so lệch dòng điện (87) 11 2.2 Sơ đồ chức hệ thống rơ le bảo vệ đường dây 11 2.2.1 Rơ le bảo vệ cho mạng điện hình tia nguồn cung cấp 13 2.2.2 Rơ le bảo vệ cho mạng điện mạch vòng 13 2.2.3 Rơ le bảo vệ cho mạng điện phân phối có máy cắt tự đóng lại 14 2.2.4 Rơ le bảo vệ cho đường dây song song 15 2.2.5 Rơ le bảo vệ cho đường dây không hay cáp ngầm với nguồn cấp hai phía 16 2.3 Các khái niệm nhận dạng mẫu 17 2.3.1 Chức hệ thống nhận dạng mẫu 17 HVTH: Nguyễn Phát Lợi - Trang viii - Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh 2.3.1.1 Phương pháp thống kê (Statistical approach) 18 2.3.1.2 Phương pháp tiếp cận cú pháp (Syntactic approach) 18 2.3.1.3 Phương pháp mẫu phù hợp (Template matching) 19 2.3.1.4 Phương pháp mạng nơ – ron (Neural networks) 20 2.3.2 Mẫu huấn luyện mẫu kiểm tra 20 2.3.2.1 Mẫu huấn luyện 20 2.3.2.2 Mẫu kiểm tra 22 2.3.3 Thông số đặc trưng mẫu 22 Chương 3: THUẬT TOÁN MẠNG NƠ – RON 3.1 Cấu tạo mạng nơ – ron đa lớp (Multilayer Perception) 24 3.2 Học tập giám sát 31 3.3 Học tập có giám sát 33 3.4 Thuật toán mạng nơ – ron 34 Chương 4: MƠ HÌNH HỐ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 4.1 Mơ hình lưới điện 42 4.2 Tập liệu huấn luyện mục tiêu 43 4.3 Môi trường mô 44 4.3.1 Phần mềm PowerWorld 44 4.3.2 Phần mềm Matlab 46 4.4 Giải pháp phần cứng đề xuất 48 Chương 5: NHẬN DẠNG SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY 5.1 Kết huấn luyện 50 5.2 Nhận xét kết 51 HVTH: Nguyễn Phát Lợi - Trang ix - Luận văn thạc sĩ 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – Vận hành hở – GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh 102% 102% 102% 105% 105% 105% 105% 105% 108% 108% 108% 108% 108% ABN AN AB ABC ABN AN AB ABC ABN AN AB ABC ABN 66% 69% 72% 75% 78% 81% 83% 87% 90% 93% 96% 99% 3% 4,5 1,5 2,5 3,5 4,5 Thơng số điện áp dịng điện ba pha cho trường hợp cố tạo thành ma trận cột bốn dòng, đặt tên test Trong cửa sổ Command Window, nhập dòng lệnh sau: output = net(test) if(output(1,1)>0.526)&(output(2,1)