Luận án đã nghiên cứu và phát triển được một mô hình xác định vị trí sự cố, dạng sự cố và điện trở sự cố trên đường dây truyền tải ba pha với nguồn một đầu, không rẽ nhánh sử dụng mạng nơron MLP để xử lý các thông tin đặc trưng tính từ đặc tính thời gian và tần số của các tín hiệu xung quanh thời điểm xuất hiện sự cố. Các đóng góp chính của luận án có thể kể tới:
• Xây dựng được mô hình sử dụng độc lập một mạng nơron MLP và mô hình sử dụng song song một thuật toán tổng trở (thuật toán tổng trở chạy trên máy tính hoặc thuật toán tổng trở của một rơle khoảng cách thực tế 7SA522) với một mạng nơron MLP để xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải điện (xét ví dụ tính toán cho đường dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa). Trong đó mạng nơron nhân tạo MLP sử dụng đầu vào là các đặc tính thời gian và đặc tính tần số xác định từ các tín hiệu đo tức thời xung quanh thời điểm xảy ra những thay đổi (xuất hiện sự cố) trong các tín hiệu (thời điểm này được xác định nhờ sử dụng phép phân tích sóng nhỏ (wavelet)). Luận án cũng xây dựng đồng thời hai mạng nơron MLP khác để xác định dạng sự cố và điện trở sự cố.
• Khảo sát và đề xuất ứng dụng wavelet Daubechies bậc 3 để phân tích thành phần d1 của tín hiệu lấy mẫu với tần số 100kHz để làm cơ sở phát hiện thời điểm xuất hiện sự cố trên đường dây truyền tải.
• Khảo sát các đặc tính dựa trên hệ số tương quan giữa đầu vào và đầu ra để lựa chọn các đặc tính có hệ số tương quan cao để dùng trong các mô hình. Các kết quả tính toán đã đưa ra danh sách 84 giá trị đặc trưng tính toán từ 6 đường tín hiệu u-i để làm cơ sở tính toán các thông số sự cố như vị trí, dạng và điện trở sự cố.
• Đề xuất ứng dụng hợp bộ mô phỏng CMC-356 của Omicron kết hợp với rơle thực tế (7SA522) để so sánh chất lượng tính toán của mô hình về vị trí sự cố với tác động của rơle trên đường dây thực tế. Đồng thời các kết quả hoạt động của rơle khoảng cách thực tế sẽ được sử dụng để tạo mẫu học một mạng nơron MLP mới để bù sai số cho rơle thực tế.
Ngoài ra luận án cũng đã tạo ra bộ mẫu gồm 2136 trường hợp sự cố với 4 dạng sự cố cơ bản là ngắn mạch một pha, ngắn mạch hai pha, ngắn mạch hai pha chạm đất và ngắn mạch ba pha với các thông số sự cố thay đổi như: điện trở sự cố (từ 0 đến 5Ω), tải (từ 30% đến 100% định mức), thời điểm xuất hiện sự cố (thay đổi trong toàn bộ một chu kỳ), vị trí sự cố (23 vị trí cách đều 5km trên đường dây 118,5km).
Ý tưởng chính của giải pháp là một hệ thống mở với các tham số được điều chỉnh theo một bộ số liệu mẫu của đối tượng đang nghiên cứu, các giải pháp trong luận án này có thể được mở rộng áp dụng cho các hệ thống khác như: hệ thống tải điện ba pha có nhiều nguồn, rẽ nhánh, có các tải phi tuyến,... hoặc các hệ thống truyền tải ở các cấp điện áp khác.
Các tín hiệu dùng để xây dựng mô hình sẽ có được từ phần mềm mô phỏng ATP/EMTP, vì vậy độ chính xác của kết quả mô phỏng sẽ ảnh hưởng tới kết quả cuối cùng của mô hình (vấn đề về độ chính xác của ATP/EMTP trong mô phỏng đường dây truyền tải có thể được tiếp tục nghiên cứu tiếp trong các định hướng phát triển của luận án). Vì vậy để có thể kiểm chứng tốt hơn chất lượng của các mô hình lý thuyết, luận án đã sử dụng các thông số của đường dây thực tế và rơle thực tế (sử dụng trên đường dây đã chọn) để ghép nối với một hợp bộ thí nghiệm (CMC- 356 của Omicron) để đưa các tín hiệu đúng như từ mô hình mô phỏng vào rơle khoảng cách để có được kết quả hoạt động thực tế của rơle khoảng cách. Mô hình lý thuyết đã được xây dựng cho các trường hợp:
• Mạng nơron MLP độc lập: khảo sát trên bộ mẫu 1424 trường hợp sự cố (với các vị trí khác nhau, các điện trở sự cố khác nhau) và thử nghiệm lại trên bộ mẫu 712 sự cố khác. Sai số về vị trí trung bình 390m (tương ứng 0,99%).
• Mạng nơron MLP kết hợp với rơle khoảng cách ảo (thuật toán tổng trở trên PC): sai số về vị trí trung bình 350m (tương ứng 0,77%).
• Mạng nơron MLP kết hợp với rơle khoảng cách 7SA522: khảo sát trên bộ mẫu 647 trường hợp sự cố và thử nghiệm lại trên bộ mẫu 323 sự cố khác. Sai số về vị trí trung bình 500m (tương ứng 1,49%).
Tuy đã đạt được một số kết quả như đã nêu trên, nhưng các ý tưởng và giải pháp đã đề xuất trong luận án có thể được tiếp tục bổ sung và phát triển theo một số định hướng như sau:
• Khảo sát mô hình đường dây truyền tải nhiều nguồn, rẽ nhánh. • Khảo sát với mô hình đường dây có các thiết bị phi tuyến hoặc các máy biến án với thông số bão hòa hoặc cấu hình ghép nối khác nhau, tải thay đổi (ngẫu nhiên).
• Triển khai các thiết bị đo lường và xử lý tín hiệu thực tế để kiểm tra khả năng hoạt động tại hiện trường của các giải pháp...