Reduction of Active Power Loss at 110/220 kV Node Substations Using Fuzzy Controller
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
111 1
Ultima descărcare din IBN:
2019-05-03 07:36
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.311.11+621.316.11 (1)
Electrotehnică (634)
SM ISO690:2012
КРЫСАНОВ, Валерий; БУРКОВСКИЙ, Виктор; ДАНИЛОВ, Александр. Reduction of Active Power Loss at 110/220 kV Node Substations Using Fuzzy Controller. In: Problemele Energeticii Regionale. 2019, nr. 1(39), pp. 57-69. ISSN 1857-0070.
10.5281/zenodo.2650421
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF
BibTeX
DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1(39) / 2019 / ISSN 1857-0070

Reduction of Active Power Loss at 110/220 kV Node Substations Using Fuzzy Controller

Reducerea pierderilor de putere activă la stațiile nodale 110/220 kV utilizând un controler fuzzy

Снижение потерь активной мощности на узловых подстанциях110/220 кВ с помощью нечеткого регулятора


CZU: 621.311.11+621.316.11
DOI: 10.5281/zenodo.2650421
Pag. 57-69

Крысанов Валерий, Бурковский Виктор, Данилов Александр
 
Воронежский государственный технический университет
 
Disponibil în IBN: 30 aprilie 2019


Rezumat

One of the most important informational components of control systems is the data of the static load characteristics of each transformer of the substation. Currently, the evaluation of real static characteristics of the load is determined generally by the following methods: computational, ana-lytical, passive and active experiments. These methods exhibit significant disadvantages regarding accuracy and cost rating and encounter plenty of parameters that are difficult to formalize (including climatic factors). The purpose of this work is to reduce electric power losses at 110/220 kV substations by implementation of a new control system for power transformers. This goal has been achieved by using a fuzzy controller in the structure of the control system for power transformers of 110/220 kV tie substations. The presented solution is multi-functional and can be extended to a wide class of power facilities. The results of the simulation of the transformer voltage regulation process, performed in the MatLAB application environment, showed that the implementation of a new fuzzy controller structure had improved the efficiency of the substation power control system in forecasting and management (compared to classical solutions based on regression and probabilistic models). Herewith, the most accurate accounting of consumer load, the maximum use of equipment at the substation for voltage regulation at the points of release and a significant reduction of active power losses at the tie substa-tions 110/220 kV (up to 12,12%) compared to already known solutions were observed.

Una dintre cele mai importante componente de informație ale sistemului de control al transformatorului de putere sunt datele privind caracteristicile de sarcină statică ale fiecărui transformator al stației. În prezent, determinarea caracteristicilor statice reale ale sarcinilor, de regulă se face de regulă cu utilizarea următoarelor metode: experimente computațional-analitice, pasive și active. Aceste metode posedă dezavantaje semnificative în ceea ce privește precizia, costul și luarea în considerare a parametrilor dificil de formalizat (inclusiv factorii climatici). Scopul acestei lucrări este de a reduce pierderile de energie electrică la stațiile de 110/220 kV cu ajutorul unui nou sistem de control al transformatoarelor de putere. Acest obiectiv se realizează prin utilizarea unui controler fuzzy în structura sistemului de comandă a transformatoarelor de putere ale stațiilor de nod 110/220 kV. O soluție nouă a fost propusă pentru organizarea funcțională a sistemului de control al echipamentelor de la stația de transformatoare, și anume, combinarea algoritmilor clasici (Mamdani) într-o structură a unui regulator fuzzy pentru a forma nucleu de aproximare a rețele neuronale artificiale și ajustări eficiente bazate pe utilizarea parametrilor principali ai sistemului de alimentare cu energie electrică ( în cazul examinat - a stației transformatoarelor de forță). Această soluție este universală și poate fi extinsă la o gamă largă de instalații de putere. Regulatorul fuzzy dezvoltat diferă în mod favorabil de structurile similare utilizate în sistemele de control, ținând mai mult seama de cei mai importanți factorii care determină caracterul adecvat și precizia caracteristicilor de sarcină statică (dimensiunea, tipul de sarcină electrică a transformatoarelor de putere și factorul climatic).

Одной из важнейших информационных составляющих системы управления силовыми трансформаторами, являются данные о статических характеристиках нагрузки каждого трансформатора подстанции. В настоящее время определение реальных статических характеристик нагрузки, как правило, решается методами: расчетно-аналитическими, пассивных и активных экспериментов. Данные методы имеют существенные недостатки по точности, затратности и учету трудно формализуемых параметров (в том числе, климатических факторов). Целью данной работы является снижение потерь электрической мощности на подстанциях 110/220 кВ с помощью новой системы управления силовыми трансформаторами. Поставленная цель достигается применением нечёткого регулятора в структуре системы управления силовыми трансформаторами узловых подстанций 110/220 кВ. Предложено новое решение функциональной организации системы управления силовым оборудованием подстанции, а именно- совмещение в одной структуре нечеткого регулятора классических алгоритмов (Мамдани) обучения аппроксимирующего ядра искусственной нейронной сети и эффективные настройки на основные параметры системы электроснабжения (в рассматриваемом случае – силовой подстанции). Данное решение является универсальным и может быть распространено на широкий класс объектов электроэнергетики. Разработанный нечеткий регулятор выгодно отличается от применяемых в настоящее время аналогичных структур систем управления более полным учетом наиболее существенных факторов, определяющих адекватность и точность, статических характеристик нагрузки (величина, тип электрической нагрузки силовых трансформаторов и климатический фактор). Достижение поставленной цели подтверждается результатами расчетов. Показано, что реализация новой структуры нечёткого регулятора позволяет повысить эффективности системы управления оборудованием подстанций за счет повышения точности прогнозирования (на 5 %, в сравнении с существующими решениями, основанными на регрессионных и вероятностных моделях), а также максимально использовать имеющееся на подстанции оборудования для регулирования напряжение, что позволит снизить величину потерь активной мощности (до 12,12%) на узловых подстанциях110/220 к

Cuvinte-cheie
electrical substations 110/220 kV, loss of electrical power, Voltage control, Control system, static load characteristics, Mathematical modeling, neuro-fuzzy networks,

stații electrice 110/220 kV, pierderi de putere electrică, reglarea tensiunii, Sistem de Control, caracteristici de sarcină statică, modelare matematică, rețele neuronale fuzzy,

электрические подстанции 110/220 кВ, потери электрической мощности, регулирование напряжения, система управления, статические характеристики нагрузки, математическое моделирование, нечёткие нейронные сети.