الگوريتم حفاظتي به منظور شناسايي نوسان توان در رلههاي ديستانس به كمك طبقهبند مبتني بر ماشين بردار پشتيبان

Transcript

1 الگوريتم حفاظتي به منظور شناسايي نوسان توان در رلههاي ديستانس به كمك طبقهبند مبتني بر ماشين بردار پشتيبان مج لة ع لمی - پژوه شی «م هندسی برق مد رس«دو رۀ يازدهم شمارۀ تا ب ست ان 93 3 * محمد فرشاد سیدمجتبی روحانی جواد ساده دانشجوي دكتري برق دانشگاه فردوسی مشهد دانشکدۀ. استاديار گروه برق دانشگاه آزاد اسالمی واحد گناباد دانشيار گروه برق دانشگاه فردوسی مشهد دانشکدۀ مه ندسی مه ندسی..9 m.farshad@eee.org 93 ت اريخ دريافت: 933 ت ا ريخ پذيرش: چكيده در سيستم قدرت معموال رلههاي ديستانس به عنوان حفاظت اصلی خطوط انتقال به كار گ رفته میشوند و ع م لکرد صحيح آنها از اهميت ويژهاي برخوردار است. نوسان توان يکی از پديدههايی است كه میتواند باعث عملکرد اشتباه و نابهجاي رله هاي ديستانس معمولی شود و تداوم انتقال انرژي الکتريکی را به مخاطره بيندازد. در اين مقاله روشی مبتنی بر طبقهبند و بر اساس ماشين بردار پشتيبان )SVM( به منظور شناسايی نوسان توان از خطاي اتصال كوتاه در رلههاي ديستانس ديجيتالی ارائه شده است. سپس از طريق شبيهسازي يك سيستم قدرت نمونه و پردازش سيگنالهاي ولتاژ و جريان تعدادي الگو براي يادگيري و تست طبقهبند SVM توليد شده و از اين طريق عملکرد روش پيشنهادي آزمايش و بررسی شده است. مجموعه الگوهاي يادگي ري و تست شامل تركيبی از حالتهاي مختلف نوسان توان و انواع خطاهاي متقارن و نامتقارن است. نتايج آزمايشهاي انجامشده بيا نگ ر كارآمدي الگوريتم حفاظتی پيشنهادي است. كليدواژگان: حفاظت ديستانس خطوط انتقال ماشين ب ردار پشتيبان SVM( ( نوسان توان. 7

2 و ال گوريتم حفاظتی جهت شناسايی نوسان توان... محمد فرشاد و همکاران 7 مقدمه. پايداري سيستم قدرت در معرض خطر پديدههايی همچون نوسان توان است. نوسان توان ممکن است به دنبال وقوع يك اغتشاش ناگهانی مانند تغيير ناگهانی بار كليدزنی و يا وقوع اتصال كوتاه و قطع خط مورد خطا در سيستم قدرت رخ دهد[ ]. درواقع وقوع اين پديده ناشی از تالش واحدهاي ژنراتوري براي يافتن نقطة كار جديد از طرفی و لختی سيستمهاي كنترلی از سوي ديگر است. در حالتی كه نوسان توان به گونهاي است كه سيستم میتواند به حالت نرمال بازيابی شود ممکن است رله ديستانس به دليل كاهش امپدانس ظاهري ديدهشده توسط آن عملکرد ناصحيح داشته باشد. در يك سيستم قدرت پرتراكم اين عملکرد ناصحيح رله ديستانس میتواند باعث عملکرد رلههاي ديستانس ديگر شود و امنيت سيستم را دچار مخاطره خاموشی سازد. سراسري سيستم ايران در بهار سال 93 بهدليل عملکرد ناصحيح رلههاي ديستانس بعد از عملکرد صحيح رله ديستانس خط كيلو ولت رخ داد[ ]. براي جلوگيري از عملکرد ناصحيح رلههاي ديستتانس در هنگتام وقتوع پديتدۀ نوستان تتوان تمهيتداتی همچتون قتراردادن واحتد آشکارستاز نوستان مسدودكنندۀ تتوان )PSD( و يتتا 9 نوسان توان )PSB( در اين نوع رلهها صورت گرفته است. وظيفة اين واحتد تشتخي خطاي اتصال كوتتاه ديستانس است. نوستان تتوان از و جلتوگيري از عملکترد اشتتباه رلته تاكنون روشهاي متعددي براي طراحی واحتد PSB و تشخي نوسان توان در رلههاي ديستانس معرفتی و اجترا شده است. روش قديمی و معمول تکنيك بررسی سترعت حركت مشخصة امپدانس ظاهري استت[ 9 ]. ايتن روش بتا مشکالتی از قبيل تعيين زمان حدي براي تايمر سرعتسنج و همچنين عدم عملکرد مناسب براي خطوط بلند و پربتار روبهروست ] ]. روشهاي ديگري كه ارائه شده است تشخي نوسان توان بر اساس تغييرات كميتهاي سيستم همچون توان اكتيو و راكتيو و V.Cosφ يا V.Cosφ استت [9-5]. الزم به ذكر است V ولتتاژ انتدازهگيتريشتده و φ اختالف زاوية ولتاژ و جريان انتدازهگيتريشتده استت. در مرجع [6] دو شيوه براي شناسايی نوستان تتوان پيشتنهاد شتده است ت كته روش اول مبتنتی بتر است تفاده از دو رلت ة ديستانس با مشخصة دايترهاي متحتدالمرك استتوار استت. دايرۀ داخلی مشخصة رله ديستتانس مهتو و دايترۀ بيرونتی مشخصة مربوط به واحد PSB خواهتد بتود. ناحيتة دايترۀ داخلی منطقة عملکرد رله و ناحية بتين دو دايترۀ داخلتی و بيرونتتی ناحيتتة ستتنجش ستترعت استتت. در روش دوم پيشنهادي در مرجع [6] استفاده از معيار V.Cosφ به منظور تشخي ر ةل نوسان توان متد نظتر قترار گرفتته استت. روش ديگري كه میتواند براي تشخي نوستان تتوان متد نظتر قترار گيترد تخمتين زاويت ة تتوان )δ( استت. در عمتل اندازه گيري زاوية روتتور ژنراتتور مشتکل استت ولتی در مرجع [] روشی براي محاسبة غيرمستقيم زاويتة δ ارائته شده است. البته استفاده از اين روش ني تنها در مواقعی كته نوسان توان در رنج فركانسی خاصی رخ متیدهتد كارآمتد خواهد بود. در مرجع [7] الگوريتمی بيان شده است كه در آن با استتفاده از امپتدانس ظتاهري و چنتد معيتار اضتافی تركيبشده با آن سعی در جلتوگيري از عملکترد ناصتحيح ديستانس در هنگام رخداد نوسان توان شتده استت. در اين مرجع استفاده از چند معيار اضافی بتر مبنتاي عناصتر متقارن توالی فاز و مشتق زاوية فاز جريان بتراي رلتههتاي. Power Swng.. Power Swng Detector. 3. Power Swng Blockng.

3 مجلة علمی پژوهشی مهندسی برق مدرس ديستانس پيشنهاد و بر اين استاس الگتوريتمی ارائته شتده است. در مرجع [3] تشخي نوسان توان از خطاي اتصال كوتتتاه بتتر استتاس آشکارستتازي گتتذراهتتا در راكتتتانس اندازهگيريشده مد نظر قرار گرفته است. گذراهاي راكتانس تخمينی در حالت وقوع خطتاي واقعتی ظتاهر متیشتوند درحالیكه در طی نوسان توان ظاهر نمیشوند. مقدار مؤلفتة مقاومتی امپدانس اندازه گيريشده توسط رله ديستتانس در هنگام وقوع نوسان توان به طور پيوسته تغيير میكنتد ولتی در هنگام وقوع اتصال كوتاه تنها در لحظة اولية وقوع خطتا تغييرات دارد. از اين پديتده نيت متیتتوان بتراي شناستايی نوسان توان از خطاي اتصال كوتاه استفاده كرد [3]. در صورتی كه در هنگام وقوع نوسان تتوان و عملکترد واحد PSB رله ديستانس خطاي اتصال كوتاه رخ دهد رله ديستانس بايد بالفاصله رفع انسداد شود تا بتواند عملکترد داشته باشد. در بسياري از مطالعات شناسايی وقوع خطتاي اتصال كوتاه در طی رخداد نوسان توان و رفتع انستداد رلته ديستانس به طور خاص مد نظر قرار گرفته و در اين راستتا معيارها و روشهايی ني مطتر شتده استت. مرجتع [] روشی را مبتنی بر مؤلفتههتاي متقتارن جريتان بته منظتور شناسايی خطاي نامتقارن در طی نوسان توان و رفع انستداد رله ديستانس پيشتنهاد داده استت. در مرجتع [] روشتی مبتنی بر نرخ تغييرات توان اكتيو و راكتيو سه فاز به منظتور بهبود حساسيت و پاسخ رله ديستتانس بته خطتاي اتصتال كوتاه سه فاز متقارن در طی نوسان توان مطر شتده استت. در مرجع [] براي رفع انسداد رلته ديستتانس در هنگتام وقوع خطاي متقارن سه فاز روشی مبتنی بر كاهش ناگهانی مقدار قدر مطلق نترخ تغييترات ولتتاژ مركت نوستان تتوان )PSCV( پيشنهاد شده است. مرجع [9] استفاده از معيتار دو رۀ يازدهم شماره / تابستان 93 رله ديستانس در هنگام وقتوع خطتا در طتی نوستان تتوان پيشنهاد كرده است. روش مطر تشخي شده در مرجتع [] بتراي وقوع اتصال كوتاه سه فاز در طی نوسان تتوان بتر پاية وجود مؤلفة DC كاهشی در شکل موج جريتان اتصتال كوتاه استوار است. عالوه بر معيارهاي پيشنهادي مختلفی كه براي شناسايی نوسان توان از خطاي اتصال كوتتاه وجتود دارد استتفاده از اب ارهاي مختلفی ني در اين راستا پيشنهاد شتده استت. در مرجع [5] استفاده از شتبکة براي تشخي عصتبی مصتنوعی )ANN( نوسان توان از خطاي اتصال كوتتاه پيشتنهاد شده است. مشکل آموزش و تعمتيمپتذيري شتبکة عصتبی پيشنهادي در مرجع [5] خود از مواردي استت كته بايتد بيشتر مورد بحث و بررسی قرار گيرد. در روش پيشتنهادي مرجع [6] يك شبکة 9 ANFIS به منظور شناسايی نوسان توان از خطاي اتصال كوتاه مورد استفاده قرار گرفتته استت. در مرجع [7] از طبقهبند مبتنی بر ماشين بتردار پشتتيبان )SVM( براي شناسايی حالت نوسان توان از اتصال كوتتاه متقارن استفاده شده است و كارايی باالي طبقتهبنتد SVM نسبت به ANFIS در قدرت تعميمپذيري نشتان داده شتده است. 5 معيار شناسايی مورد استفاده در اين مرجع از بين 6 5 معيار و بر اساس روش بدون نتاظر PCA و بتا توجته بته ب رگترين ضرايب حاصله در تعيين راستاهاي عمود متناظر با ماك يمم واريانس انتخاب شدهاند. به نظر نمیرستد ايتن شيوۀ بهكارگيري PCA بتواند براي اين مسئله طبقهبنتدي روش انتخاب ويژگی مناسبی باشد به عنوان مثال دو معيار شناسايی نوسان توان انتخابی در ايتن مرجتع كته تغييترات توان اكتيو و راكتيو نسبت به سيکل قبلی است ممکن است. Artfcal Neural Network 3. Adaptve Neuro-Fuzzy Inference Systems 4. Support Vector Machne 5. Prncple Component Analyss مؤلفة DC جريان هاي اتصال كوتاه را به منظور رفع انستداد. Power Swng Centre Voltage. 7

4 الگوريتم حفاظتی جهت شناسايی نوسان توان... محمد فرشاد و همکاران 3 براي فركانسهاي لغ ش خاص و يا نوسانات توان فركانس پايين كه در ابتدا و انتهاي اين پديده اتفاق میافتد كارايی مناسبی نداشته باشند. كما اينکه معيارهاي كمکی مناسبی ني براي تشخي چنتين حالتتهتايی انتختاب نشتده استت. همچنتين در مرجتع [7] كتارايی معيارهتا و ابت ار متورد استفاده در شناسايی خطاي نامتقارن در طتی وقتوع نوستان توان بررسی نشده است. در اين مقاله روشی مبتنی بر SVM كه در قالب يتك طبقه بند دو كالسی كتارايی بتااليی بته لحتاد يتادگيري و تعميمپذيري دارد براي شناستايی نوستان تتوان از خطتاي اتصال كوتاه در رلههاي ديستانس ديجيتالی مطر میشتود. در روش پيشنهادي طبقهبند SVM در كنار رلته ديستتانس معمولی وظيفتة تشتخي حالتت اتصتال كوتتاه از حالتت نوسان توان را دارد و تنها در صورتی كه خطتايی واقعتی در سيستم رخ داده باشد اجازۀ عملکرد را بته رلته ديستتانس معمولی میدهد. ويژگیهاي الگوي ورودي طبقهبند SVM به صورتی انتخاب شدهاند كه قابليت تشخي انواع نوسان تتوان از حتاالت مختلتف خطتاي اتصتال كوتتاه متقتارن و نامتقارن وجود دارد. در ادامة اين مقاله ابتدا شر مختصتري در خصتوص طبقهبند SVM بيان خواهد شتد. در بختش ستوم كليتات روش پيشنهادي در تشخي نوسان توان و خطتاي اتصتال كوتاه در رله ديستانس مطتر متیشتود. در بختش چهتارم مقالتته مشخصتتات يتتك سيستتتم نمونتتة تعيتتينشتتده و شبيهسازيها به كمك نرماف ار PSCAD/EMTDC به منظور توليد الگوهاي يادگيري و تستت كته شتامل تركيتبهتاي مختلفی از حاالت نوستان تتوان و رختداد انتواع خطاهتاي متقارن و نامتقارن در سيستم است انجام خواهد شد. سپس روش پيشنهادي در مورد الگوهاي يادگيري و تست اعمتال شده و ساختار مناسب براي طبقهبند متورد نظتر بتهدستت خواهد آمد. در نهايتت چنتد نمونته تستت بترخط بتراي مشاهدۀ عملکرد الگوريتم پيشنهادي صورت میگيرد. بخش پنجم و آخر مقاله به جمعبندي اختصاص يافته است.. ماشينهاي بردار پشتيبان )SVM( SVM يکی از روشهاي نسبتا جديد براي يادگيري توابتع جداساز در مبحث شناسايی الگو محسوب میشود. مبحتث SVMها كه از نظرية يادگيري آمتاري )SLT( سرچشتمه 9 می گيرد براي اولينبتار توستط وپنيتك و بتر پايتة ايتدۀ مينيمم سازي ريسك ساختاري )SRM( ارائه شد و بعتدها با ج ئيات بيشتري كامل شتد [3]. هتدف اصتلی SRM انتخاب بهينة مدل براي الگوهاي يتادگيري موجتود استت. يکی از مشکالتی كه بيشتر شيوههاي يتادگيري قتديمیتتر همچون شبکه هاي عصبی معمتولی بتا آن مواجته هستتند ظرفيت تعميمپذيري پتايين در هنگتام دستتيابی بته دقتت باالست. اين در حالی است كه SVM خاصيت تعميمپذيري بااليی دارد و میتواند تعادلی بهينه بين دقت و تعميمپذيري ايجاد كند. همچنين مشکل الگوريتم يادگيري و همگرايتی آن كه شبکههاي عصبی معمولی با آن مواجه استت ديگتر براي SVM مطر نخواهد بود. در طبقهبند SVM نتيجة يتادگيري يتك ابتر صتفحه خواهد بود كه با ماك يمم حاشية اطمينتان و مينتيمم خطتا داده هاي دو كالس را از يکديگر جدا متیستازد. بتهدستت آوردن ابر صفحة مورد بحث بتراي دو كتالس معادل حل مسئلة بهينهسازي )( است. و mn W W,. On-lne. C n. Statstcal Learnng Theory. 3. Vapnk. 4. Structural Rsk Mnmzaton.

5 مجلة علمی پژوهشی مهندسی برق مدرس دو رۀ يازدهم شماره / تابستان 93 T ( j j K x, x ) ( x ) ( x ) حتتوزۀكرنتتل بازنويستتیكتترد. اگتتر for, where d for s. t. d.( W T x b) x )( در مسئلة بهينهسازي )( به تعيين حاشية صفحه خواهند بود. الگوي ام C ضريب مربوط نترم و W بتردار وزنهتا و b بايتاس ابتر متغير كمکی متناظر بتا نمونته ام براي در نظرگرفتن نتوي يتا دادههتاي جداناپتذيرخطی در مسئلة بهينه سازي اوليه است. براي حل مسئلة بهينهستازي )( میتوان با نوشتن تابع الگرانژ L() و از طريق شترايط 9 KKT مستئلة دوگتان آن را بت هصتورت )( بت هدستتت max L( ) j for where d for s. t. C, d, j ξ d d x T j x j آورد[ 3 ]. در مسئلة بهينهسازي )( ضريب الگرانژ متناظر بتا )( قيد الگوي ام خواهد بتود. بتا حتل مستئلة دوگتان فتوق میتوان به حل بهينة مسئلة )( دست يافت. سطح تصتميم پيشنهادي در مسئلة طبقهبندي مذكور يك ستطح تصتميم خطی است. در مرجع [3] اين مسئلة طبقهبندي با استفاده از توابع كرنل براي سطو جداستاز غيرخطتی نيت تعمتيم يافت و امکان بتهدستتآوردن ستطو تصتميم در مستائل جداناپتتتذير خطتتتی فتتتراهم شتتتد. اگتتتر نگاشتتتتی x ( x ), مطابق مستئلة بهينتهستازي )( را بتراي در نظر گرفته شود آنگاه متیتتوان باشد آنگاه دوگان اين مسئله بهينهسازي در حوزۀ كرنل به- صورت )9( خواهد بود. max L ( ) jdd jk( x, x j ) j, for where d for s. t. C, d )9( با حل مسئلة بهينهسازي )9( میتوان به حتل مستئلة SVM در حوزۀ كرنل دست يافتت و ستطح تصتميم غيرخطتی را براي الگوهاي مورد نظر مشخ تابع كرد. الزم به ذكتر استت ( x j میتواند مشخ يتا نامشتخ باشتد ولتی K( x, x j ) تابع كرنل را بايد براي حل مسئله تعيتين كترد. انتخاب تابع كرنل مناسب از اهميت بااليی برختوردار بتوده و كارايی طبقهبند را در تعميمپذيري و كاهش خطتا تحتت تأثير قرار میدهد. برخی از كرنتلهتاي معتروف در جتدول )( معرفی شدهاند [3]. ). Soft Margn.. Slack Varable. 3. Karush-Kuhn-Tucker. 4. Dual. 3

6 ال گوريتم حفاظتی جهت شناسايی نوسان توان... جدول (). برخی از كرنلهاي معروف مورد استفاده در SVM محمد فرشاد و همکاران 3. الگوريتم حفاظتي پيشنهادي الگوريتم حفاظتی پيشنهادي بر پاية تركيب رلته ديستتانس ديجيتال معمولی و طبقهبند SVM استوار است. بتر استاس اين الگوريتم در هر لحظه ستيگنالهتاي جريتان و ولتتاژ اندازه گيتريشتده از خروجتی ترانستفورماتورهاي ولتتاژ و جريان محتل نصتب رلته ديستتانس متورد پتردازش قترار متیگيرنتد و مقتادير پارامترهتاي الزم از ايتن ستيگنالهتا استخراج شده و به واحد ديستتانس معمتولی و طبقتهبنتد SVM فرستتاده متیشتوند. در واحتد ديستتانس معمتولی امپدانس ظاهري ديدهشده توسط رله بر اساس پارامترهتاي ورودي محاسبه شده و با مشخصة تنظيمی مقايسه میشود. اگر امپدانس ظاهري متذكور درون مشخصتة تنظيمتی رلته ديستانس واقع شده باشد و در آن لحظه واحتد طبقتهبنتد SVM ني تشتخي خطتاي اتصتال كوتتاه را بدهتد رلته ديستانس معمتولی بته عملکترد ازپتيش تعيتينشتده ادامته میدهد ولی اگر در هنگام واقعشدن امپدانس ظاهري درون مشخصة تنظيمی رلته ديستتانس واحتد طبقتهبنتد SVM تشخي وقوع نوسان توان را بدهد رله ديستانس بیحتس شده و از عملکرد اشتباه آن جلوگيري میشود. شماي كلتی از عملکرد الگوريتم پيشتنهادي در شتکل )( نمتايش داده شده استت. در الگتوريتم پيشتنهادي الگوهتاي يتادگيري طبقهبند SVM تنها شامل وضعيتهاي خطا و نوسان تتوان خواهد بود و حالت نرمال را دربر نخواهد داشت. همچنتين بايد دقت كرد كه اين الگوريتم براي شناسايی نوسان تتوان ناپايدار از پايدار طراحی نشده است و فرض متیشتود كته مونيتورينگ و بررسی وضعيت پايداري سيستتم بتر عهتدۀ واحد ديگري است كه در صتورت ناپايدارشتدن نوستانات توان دستور عملکردهاي مناسب را در سيستم صادر میكند. شکل (). شماي كلی از الگوريتم حفاظتی پيشنهادي -3. واحد پردازش سيگنال نوع كرنل كرنل خطی كرنل درجه دوم كرنل چندجملهاي كرنل RBF گوسی كرنل MLP فرمول تريپ= عادي= رله ديستانس ديجيتال معمولي طبقهبند SVM An d تريپ= عادي= خطا= نوسان توان= واحد پردازش سيگنال جريان فازها ولتاژ فازها در واحد پردازش سيگنال ابتدا سيگنالهاي جريان و ولتاژ ورودي از يك فيلتر پايين گذر مرتبة دوم عبور متیكننتد و فركانس هاي باال حتذف متیشتوند. در مرحلتة بعتدي بتر اساس فركانس خاصی مثال 3 هرت كه حتداقل دو برابتر باالترين فركانس موجود است از سيگنالهتا نمونتهبترداري میشود. سپس بر اساس تبديل فوريه گسسته اندازه زاوية فازورهاي ولتاژ و جريان محاسبه میشتوند. تبتديل فوريته براي پنجره يك سيکل كامل بتر استاس فركتانس پايته 5 هرت صورت می گيرد. در نهايت مقتادير پارامترهتاي متورد نياز جهت واحدهاي ديستانس و طبقهبند SVM محاسبه و بتراي آن واحتدها ارستال متیشتوند. الزم بته ذكتر استت پارامترهاي ورودي به واحد رله ديستانس شامل فازورهتاي ولتاژ و جريان هريك از فازها و همچنين مؤلفة توالی صفر K( x, y) x, y x T. K( x, y) x, y.( x, y ) K( x, y) x, y.( x, y ) K( x, y) exp[ x y y d /( )] K( x, y) tanh( p x, y p) 7

7 مجلة علمی پژوهشی مهندسی برق مدرس جريان خواهتد بتود. انتختاب مناستب پارامترهتاي ورودي طبقهبند SVM از اهميت بااليی برخوردار است و میتوانتد تأثير بس ايی در كاهش خطا و اف ايش كارآمتدي طبقتهبنتد داشتته باشتد. بتر استاس ايتدۀ قتديمی موجتود در زمينتة تشخي نوسان توان از نرخ تغييرات امپتدانس بته عنتوان يکی از ويژگی هاي ورودي استفاده شده است. همچنين به منظور تشخي بهتر وضعيت اتصال كوتاه از نوستان تتوان دو رۀ يازدهم شماره / تابستان واحد رله ديستانس ديجيتال معمولي مؤلفة DC جريان فازها و همچنتين نترخ تغييترات مؤلفتة توالی منفی جريان ني به عنوان ويژگیهاي ديگر الگوهاي ورودي به طبقهبند مد نظر قرار گرفتهاند. الزم به ذكر است اين مؤلفهها در لحظة وقوع اتصال كوتاه بهخوبی متیتواننتد وضتعيت موجتود را آشتکار ستازند [9,6]. پارامترهتاي ورودي به واحد طبقهبند SVM كه شامل تغييرات امپدانس توالی مثبت ( )I n و ( Z p تغييرات جريان توالی منفی ( نسبت مؤلفة DC جريان هريك از فازها به مؤلفة فركتانس pu ( I dc استت از طريتق روابتط )( التی )6( قابتل پايته ( محاسبه خواهند بود. Z I I p n pu dc Z ( k) Z ( k K) p I ( k) I ( k K) n I I dc fund ( k) ( k) n p )( )5( )6( در روابط )( الی )6( k انديس نمونة مورد نظر و K تعداد نمونتههتا در هتر ستيکل استت. در رابطتة )6( (k) I fund مؤلفهها رمونيك اصلی جريتان فتاز در نمونتة k ام استت. همچنين در رابطة )( امپدانس توالی مثبت )k( Z p از تقسيم فازور ولتاژ توالی مثبت بر فتازور جريتان تتوالی مثبتت در نمونة k ام بهدست میآيد. واحد رله ديستانس خود شامل 9 رله ديستانس مربتوط بته امپدانس خط به زمين و 9 ر ةل ديگر مربوط به امپدانس خط به خط است. امپدانس خط به زمين براي هر فاز بهصتورت رابطة )7( محاسبه میشود. Z LG Vph I ph ki )7( در رابطة )7( ph V و I ph فاز است. همچنين I مربوط به امپدانس زمين است. به ترتيب فازورهاي ولتاژ و جريان مؤلفة توالی صفر جريان و k ضتريب امپدانس خط به خط براي هر جفت فاز بتهصتورت رابطتة Z LL V I ph ph V I ph ph )3( محاسبه میشود. )3( در رابطة )3( I ph V ph V ph I ph و ولتاژ فاز و و جريان فاز و است. به ترتيب فازورهاي واحد رله ديستانس مورد نظتر بتر استاس محاستبة 9 امپدانس خط به زمين و 9 امپتدانس ختط بته ختط در هتر لحظه و مقايسة آن با مشخصههاي تنظيمی عمل میكند. در صورت ورود هريك از امپدانسهاي اندازهگيتريشتده بته مشخصة تنظيمی مربوطه خروجی واحد رله ديستانس براي صدور فرمان تريپ برابر خواهد شد طبقهبندSVM همانطور كه قبال بيان شد هر الگوي ورودي به طبقهبنتد pu I dc شتامل مقتادير SVM هريتك از فازهتا I n و Z p خواهد بتود. شتکل )( شتمايی كلتی از ستاختار الگتوي ورودي به طبقهبند مذكور را كته شتامل 5 ويژگتی استت نمايش میدهد.

8 الگوريتم حفاظتی جهت شناسايی نوسان توان... محمد فرشاد و همکاران I n Z p pu I dca pu I dcb pu I dcc شکل (). ساختار هر يك از الگوهاي ورودي به طبقهبند الزم به ذكر است مسئلة بهينهستازي طبقتهبنتد SVM براي يافتن سطح جداساز در حوزۀ كرنل حل خواهتد شتد. همانطور كه قبال ني اشاره شد براي اين منظور ابتتدا بايتد مسئلة بهينهسازي دوگان آن مطابق روابط )9( حل شود تتا از روي ضرايب الگرانژ و شرايط KKT بتوان به مشخصات صفحة جداساز دست يافت. 4. مطالعات عددي در اينجا يك سيستم نمونة دو ماشينه براي انجام مطالعات و پيادهسازي الگوريتم حفاظتی پيشنهادي انتخاب شده استت. شتکل )9( ديتاگرام تتكخطتی ايتن سيست تم بته همتراه مشخصات اصلی اج اي آن را نمايش میدهد. همانطور كه در شکل )9( مشاهده میشود بار ثابت ناچي ي در بتاس A و بار مصرفی ديگري كه بار اصلی سيستم است در باس B در نظر گرفته شده است. رله ديستانس با الگوريتم حفاظتی پيشنهادي بر روي باس A قرار دارد و خط كيلتومتري AB را حفاظت میكند. در سيستم قدرت معموال به منظتور هماهنگی و جلوگيري از تداخل عملکرد رلههاي ديستانس درصدي از امپدانس خطتوط تحتت حفاظتت را در تنظتيم نواحی حفاظتی مورد استفاده قرار میدهند مثال 3 درصتد امپدانس خط اصلی تحت حفاظت را بته ناحيتة اول و كتل امپدانس خط اصلی تحتت حفاظتت بتهعتالوۀ 5 درصتد امپتدانس ختط مجتاور را بت ه ناحيت ة دوم رلته اختصتاص میدهند. در سيستم مورد مطالعه تنها يك رلته ديستتانس و تنها يك ناحية آن در نظر گرفتته شتده استت لتذا فترض میشود كه رله ديستانس معمتولی كتل ختط AB را توستط مشخصة تنظيمی ناحية اول خود مورد پوشش قرار میدهد. شکل (9). دياگرام تكخطی سيستم مورد مطالعه سيستم مورد مطالعه به كمك نترمافت ار PSCAD/EMTDC شتتبيهستتازي شتتده استتت. شتتکل )( نمتتودار جريتتان اندازه گيريشدۀ مربوط به يکتی از فازهتا در بتاس A را در طی وقوع يك نمونة نوسان توان نمايش میدهد. در لحظتة 8=t sec اتصال كوتتاه ستهفتازي در وستط ختط AB )در فاصلة 5 كيلومتري از رله ديستتانس( رخ داده و در زمتان 8.6=t sec اين اتصالی برطرف شده است. نمودار نوستان توان اكتيو متوسط عبوري از خط AB در شکل )5( نمايش داده شتده استت. شتکل )6( نيت مشخصتة تنظيمتی رلت ه ديستانس معمولی و مکان هندسی امپدانس ظاهري فتاز بته زمين ديده شده مربوط به يکی از فازهتا را در طتی نوستان تتوان از زمتان t=8. تتا sec زمتان 8.6=t sec نشتان میدهد. در شکل )6( براي مشتاهدۀ بهتتر نحتوۀ حركتت امپدانس ظاهري در صفحة RX يك بازه زمتانی كوچتك كه در آن نوسان توان وجود دارد ولتی خطتايی در سيستتم رخ نداده انتخاب شده است. همانطور كته در ايتن شتکل مشاهده میشود درحالیكه اتصالی در سيستم وجود نتدارد امپدانس ظاهري اندازهگيري شده بته ناحيتة عملکترد رلته ديستتانس وارد شتده استت و متیتوانتد باعتث عملکترد ناصحيح رله ديستانس معمولی شود. 3

9 مجلة علمی پژوهشی مهندسی برق مدرس دو رۀ يازدهم شماره / تابستان 93 جدول (). حالتهاي مختلف خطا و نوسان توان در سيستم مورد مطالعه براي توليد الگوهاي يادگيري و تست.5.5 ش رايط شبي هساز ي حالت مورد شبي هساز ي Current (KA) Tme (Sec) شكل (4). جريان فاز a در پي اغتشاش اتصال كوتاه سه فاز در وسط خط AB و در طي نوسان توان اغتشاش شامل انواع اتصال كوتاه )تكفاز به زمين دوفاز به هم دوفاز به زمين سهفاز به زمين( زمانهاي شروع اتصالی از تا. ثانيه در يك سيکل مرجع مقاومتهاي مختلف محل اتصالی از توان اكتيو بار مصرفی متصل به باس B از مگاوات توان راكتيو بار مصرفی متصل به باس B از مگاوار تا 7 اهم محلهاي مختلف وقوع اتصالی شامل فواصل كيلومتري از رله ديستانس خط AB تا تا 5 و 99 در حالت وجود نوسان توان و در حالت نبود نوسان توان انواع مختلف اتصال كوتاه )تكفاز به زمين دوفاز به هم دوفاز به زمين سهفاز به زمين( رخداد نوسان توان در اثر اغتشاش ناشی از اتصال كوتاه Power (MW) Tme (Sec) شكل (5). توان اكتيو متوسط عبوري از خط AB در پي اغتشاش اتصال كوتاه سه فاز در وسط خط 6 4 Tme= 8. [Sec] to 8.6 [Sec] AB و در طي نوسان توان زمانهاي شروع اتصالی از تا. ثانيه در يك سيکل مرجع مقاومتهاي مختلف محل اتصالی از توان اكتيو بار مصرفی متصل به باس B از مگاوات توان راكتيو بار مصرفی متصل به باس B از مگاوار رخداد خطاي اتصال كوتاه تا 7 اهم محلهاي مختلف وقوع اتصالی شامل فواصل كيلومتري از رله ديستانس خط AB تا تا 5 و 99 X (Ohms) توليد الگوهاي يادگيري و تست در ايتن مرحلته بتر استاس سيستتم نمونتة متورد مطالعت ه 4 Relay Settng Area R (Ohms) شكل (6). مشخصة تنظيمي رله ديستانس و مكان هندسي امپدانس ظاهري فاز a در طي وقوع نوسان توان الگوهاي يادگيري و تستت بتراي طبقتهبنتد SVM توليتد میشوند. براي توليد الگو تركيبهاي ممکن از حالتهتاي مختلتف خطتا و نوستان تتوان در سيست تم متورد مطالعت ه 3

10 الگوريتم حفاظتی جهت شناسايی نوسان توان... شبيه سازي شدند كته ايتن حالتتهتا در جتدول )( ذكتر شدهاند. الزم به ذكر است در هر سيکل 5 هرت تعداد 6 نمونه از سيگنال هاي جريان و ولتاژ گرفتته شتد كته ايتن نمونه ها براي استخراج مقدار هريك از 5 ويژگی الگوهاي ورودي متورد استتفاده قترار گرفتت. درنهايتت بتر استاس تركيب حالت هاي مختلف بيانشتده در جتدول )( تعتداد محمد فرشاد و همکاران 6939 الگتو از نتتايج شتبيهستازي استتخراج شتد. رونتد استخراج الگوها در هريك از حتاالت شتبيهستازي بتدين ترتيب بود كه از سيکلهتايی كته رلته ديستتانس معمتولی تريپ داده است بهصورت تصادفی چند الگو براي ارائه بته طبقهبند SVM انتخاب شدند. -4. تعيين ساختار طبقهبندSVM با توجه به مسئلة بهينهسازي )9( براي طبقهبند SVM كته در حوزۀ كرنل استفاده خواهد شد تعيين مقتدار پتارامتر C و نوع تابع كرنل و همچنين تعيين مقدار پارامترهاي مربتوط به تابع كرنل مهم است. بايد توجته كترد كته توابتع كرنتل ذكرشده در جدول )( تنها چند نمونة مشهور از اين توابتع است و توابع كرنل متعددي وجود دارند [3] كه متیتتوان به منظور حل مسئلة طبقهبندي از آنها استفاده كرد. با توجه به عملینبودن جستوجو بين تمامی توابتع كرنتل ممکتن ابتدا براي الگوهاي موجود و در يك حالتت ختاص چنتد تابع كرنل مذكور در جدول )( را مقايسه كرده و سپس بتا تعيين يك نوع تابع كرنل كه از بقيته مناستبتتر بته نظتر میرسد به تعيين مابقی پارامترها پرداختته خواهتد شتد. در تصادفی 5 درصتد الگوهتاي اين راستا بار به صورت موجتتود بتتراي يتتادگيري و 5 در صتتد بتتاقی مانتتده براي تست طبقهبند SVM انتختاب و تحتت انتواع توابتع كرنل به اين طبقهبند اعمال شدند. ميانگين درصد طبقهبندي صحيح دادههاي تست تحت انواع توابع كرنل براي مقايسته در جدول )9( بيان شدهاند. براي برقراري شرايط نسبتا برابر مقدار پارامتر C در اين مقايسه برابر در نظر گرفته شده است. با توجه به مقادير جدول )9( به نظر میرسد كه كرنلهاي RBF و چندجملهاي براي حل مسئلة طبقهبندي مورد نظتر مناسب باشند. با توجه به اينکه درجة d مربتوط بته كرنتل چندجملهاي معموال بهصورت گسسته و عدد صحيح است شايد نتوان از طريق تغيير آن دقت مطلوب طبقهبندي را به- صورت دقيقتري جستوجو كرد. كما اينکه در كرنل خطی و درجة دوم كه حالت خاصی از كرنل چندجملهاي است تفاوت فاحشی به لحاد دقت طبقهبندي مشاهده میشود. در مقابل كرنل RBF پارامتري دارد كه میتوان آن را به راحتی بهصورت پيوسته تغيير داده و دقت مطلوب را جستوجو كرد لذا در اين مسئلة خاص كرنل RBF ترجيح دادهشده و در حل مستئلة طبقهبندي SVM استفاده خواهد شد. كرنل RBF الگوها را به- صورت غيرخطی به فضايی با بعد باال نگاشت میكند و در مواقعی كه رابطه بين ويژگیها و برچسب كالسها غيرخطی است عملکرد مناسبی خواهد داشت. جدول (9). ميانگين درصد طبقهبندي صحيح براي چند نوع كرنل در تکرار انتخاب تصادفی الگوهاي يادگيري و تست نو ع كر نل كرنل خطی كرنل درجة دوم كرنل چندجملهاي كرنل RBF گوسی مق ادير پارامتر - ميانگين درصد طبقهبندي صحيح 83.68% 98.5% 99.5% 99.5% - d=3 = 3

11 مجلة علمی پژوهشی مهندسی برق مدرس دو رۀ يازدهم شماره / تابستان % P =, P =- كرنل MLP جدول (). طبقهبندي الگوهاي تست تحت =C و پارامتر.5= در تکرار انتخاب تصادفی الگوهاي يادگيري و تست ميانگين درصد تشخي صحيح الگوهاي نوسان توان ميانگين درصد تشخي اشتباه الگوهاي نوسان توان 99.85%.48% Correct Classfcaton (%) C= C= C= C=4 C= C= C=3 C=6 C=4 C= 99.59%.4% RBF Kernel Parameter (Sgma) شكل (7). ميانگين درصد طبقهبندي صحيح بر حسب پارامتر و در مقادير مختلف C در تكرار انتخاب تصادفي الگوها ميانگين درصد تشخي صحيح الگوهاي اتصال كوتاه ميانگين درصد تشخي اشتباه الگوهاي اتصال كوتاه % در گام بعدي RBF با تعيين كرنل به عنوان تابع كرنل ميانگين درصد تشخي صحيح كل الگوهاي تست.55% طبقهبند SVM به تعيين پارامترهاي C و پرداخته شده است. براي اين منظور براي مقادير مختلف و به C ميانگين درصد تشخي اشتباه كل الگوهاي تست از اطالعات جدول )( میتوان دريافت كه طبقهبند SVM مورد مطالعه تحت ساختار متذكور درصتد خطتاي پتايينی دارد. بايد دقت كرد كه رلههاي ديستانس در سيستم قدرت حفاظت پشتيبان محلی همچون رلههتاي اضتافه جريتان و حفاظت پشتيبان دور همچون رلههاي ديستتانس و اضتافه جريان نصبشده در پستهاي مجاور دارند لتذا بته نظتر میرسد دقت حاصلشده در الگتوريتم حفتاظتی پيشتنهادي با تركيب ايدۀ نواحی حفتاظتی پشتتيبان درستتی عملکترد قابل قبولی را براي سيستم حفاظتی در عمل ارائه دهد. همچنين براي بهبود عملکرد طبقهبنتد SVM متیتتوان بتر اساس رأيگيري در يك پنجرۀ زمانی مثال نيمسيکل عمتل تعداد تکرار و بهصورت تصادفی 5 درصد الگوهاي موجود براي يادگيري و 5 درصد باقیمانده براي تست طبقهبند SVM انتخاب و ميانگين درصد طبقهبندي صحيح اين طبقهبند در اين حالتها محاسبه شدند. شکل )7( نمودار تغييرات ميانگين درصد طبقهبندي صحيح بر حسب مقادير مختلف را به ازاي مقدارهاي مختلف پارامتر C نمايش میدهد. بر اساس نتايج نمايش دادهشتده در شتکل )7( مقتدار =C و.5= بهترين نتيجة طبقهبندي را بته دنبتال داشته است. جدول )( اطالعات كاملتري از طبقهبنتدي تحت اين مقادير را بيان میكند. كرد. به اين ترتيب كته اگتر در ايتن پنجترۀ زمتانی بيشتتر ورودي ها به عنوان نوسان توان تشتخي داده شتوند رلته ديستانس بیحس شده و درصورتیكه اكثتر وروديهتا بته

12 الگوريتم حفاظتی جهت شناسايی نوسان توان... عنوان اتصال كوتاه شناخته شوند رله عملکرد عادي داشته باشد. درواقع در اين حالت خروجی واحد طبقهبند SVM بر اساس اكثريت خروجیهتاي آن در يتك پنجترۀ زمتانی كوچك تثبيت میشود. محمد فرشاد و همکاران.3-4 در اين مرحله تست برخط بتراي بررستی عملکترد الگتوريتم حفتاظتی پيشنهادي درخصوص سيستم نمونه تغييرات سيگنال تريپ رله ديستانس معمولی و خروجی طبقتهبنتد SVM در طتی وقوع نوسان توان و خطاي اتصال كوتاه بررستی متیشتود به عنوان مثال حالتی را در نظر بگيريد كه نوسان تتوان در سيستم وجود دارد و در طی نوستان تتوان خطتاي اتصتال كوتاه سه فاز در وسط خط AB رخ دهد. شکل )3( نمودار جريان و ولتاژ در طی وقوع نوسان تتوان و خطتاي اتصتال كوتاه را نمايش میدهد. شکل )3( ستيگنال خروجتی رلته ديستانس معمولی و طبقتهبنتد SVM و همچنتين ستيگنال نهايی تريپ را براي اين حالت نشان میدهد. همانطور كته در شکل )3( مشاهده میشود واحد SVM در هنگام وقوع وقوع نوسان توان و خطاي اتصال كوتاه را نمايش متیدهتد. شکل )( ستيگنال خروجتی رلته ديستتانس معمتولی و طبقهبند SVM و همچنين سيگنال نهايی تريپ را براي اين حالت نشان میدهد. همانطور كه در شتکل )( مشتاهده متیشتود واحتد SVM در هنگتام وقتوع نوستان تتوان از عملکرد ناخواستة رله ديستانس جلتوگيري كترده استت و زمانی كه خطاي اتصال كوتتاه نامتقتارن رخ داد بتهدرستتی اجازۀ عملکرد را به رله ديستانس داده است. بنابراين الگوريتم حفاظتی پيشنهادي براي حالتتهتاي آزمايششده ضمن آنکه از عملکرد ناخواستة رله ديستتانس در طی وقوع نوسان توان جلوگيري میكنتد وقتوع اتصتال كوتاه متقارن و نامتقارن در طی نوسان توان را ني بتهختوبی شناسايی میكند. 3 Voltage (KV) - - نوسان توان از عملکرد ناخواستة رله ديستتانس جلتوگيري كرده است و زمانی كه در.=t sec خطاي اتصال كوتتاه (a) رخ داده بهدرستی اجازۀ عملکرد را بته رلته ديستتانس داده Tme (Sec) (b) است. حالتی را در نظر بگيريد كته نوستان تتوان در سيستتم وجود دارد و در طی نوسان تتوان فتاز a در 9.45=t sec و در وسط خط AB با مقاومت 95 اهم به زمين اتصتالی پيتدا میكند. شکل )( نمودار جريتان و ولتتاژ فتاز a در طتی شکل Current (KA) (3). نمودار )a( ولتاژ و )b( جريان سهفاز محل نصب رله در طی وقوع يك نمونه نوسان توان و خطاي اتصال كوتاه

13 مجلة علمی پژوهشی مهندسی برق مدرس دو رۀ يازدهم شماره / تابستان 93 Dstance Trp Sgnal SVM Trp Sgnal Fnal Trp Sgnal (a) (b) Tme (Sec) (c) Dstance Trp Sgnal SVM Trp Sgnal Fnal Trp Sgnal (a) (b) Tme (Sec) (c) شکل (3). )a( سيگنال خروجی واحد ديستانس معمولی )b( سيگنال خروجی طبقهبند SVM و )c( سيگنال نهايی تريپ مربوط به حالت شکل (). )a( سيگنال خروجی واحد ديستانس معمولی )b( سيگنال خروجی طبقهبند SVM و )c( سيگنال نهايی تريپ مربوط به حالت شکل )( شکل )3( Voltage (KV) (a) Current (KA) Tme (Sec) (b) شکل (). نمودار )a( ولتاژ و )b( جريان فاز a محل نصب رله در طی وقوع يك نمونه نوسان توان و خطاي اتصال تحليل كارايي ويژگيهاي ورودي در اين بخش كارايی و اهميت ويژگتیهتاي ورودي بته- صورت مستقل از طبقهبند SVM تحليل و بررسی میشود. الگوريتم RelefF يکی از اب ارهتاي كارآمتد بتراي تحليتل اهميت ويژگی ها در مسائل طبقهبندي و رگرسيونی استت. اين الگوريتم در دسته روشهاي تحليل ويژگی فيلتري قرار دارد. در اين الگوريتم وزن و درجة اهميتت ويژگتیهتاي مختلف از طريق جستتوجتوي همستايگیهتاي ن ديتك نمونه ها بهدست میآيد. شايان ذكر است وزن مثبت بتاالتر نشاندهندۀ اهميت بيشتر ويژگی م بور در پيشبينی متغيتر هدف خواهد بود. همچنين ويژگیهتاي بتا وزن منفتی بته عنوان ويژگی هاي نامرتبط در نظر گرفته میشوند. ج ئيات بيشتر درخصوص الگوريتم RelefF در مرجتع [] قابتل دسترس است. در اين مقاله از الگوريتم م بور براي تحليل درجة اهميت ويژگیهاي مورد استفاده در تشخي نوستان

14 الگوريتم حفاظتی جهت شناسايی نوسان توان... توان بهره گيري شده است. شکل )( وزنهاي حاصل از اجراي الگوريتم RelefF بر روي دسته الگوهتاي توليتدي )بخش ]-[( را نمايش میدهد. همانطور كه در شکل )( قابل مشتاهده استت هتر پنج ويژگی متورد استتفاده بتراي شناستايی نوستان تتوان اهميت و وزن مثبت دارند كه بيانگر منطقیبودن استفاده از آنها به عنوان ويژگیهاي ورودي طبقهبند است. همچنين میتوان دريافت كته اهميتت ويژگتی اول يعنتی تغييترات ( I n در مقايسه با چهار ويژگی ديگر جريان توالی منفی ( بيشتر است. Estmated Weghts by RelefF I n Z p Features I dc-a I dc-b I dc-c شکل )(. وزن و اهميت ويژگیها بر اساس الگوريتم RelefF 5-4. مقايسه با روش كالسيك شناسايي نوسان توان يکی از روشهتاي معمتول و كالستيك موجتود در زمينتة شناسايی نوستان تتوان تکنيتك بررستی سترعت حركتت مشخصة امپتدانس ظتاهري استت. ايتن روش بتر استاس كندتربودن تغييرات در پديدۀ نوسان توان نسبت به خطتاي اتصال كوتاه بنتا شتده استت [9]. اگتر متدت زمتان عبتور امپدانس ظاهري از ناحيهاي مشخ از مقدار تنظيمی تايمر تجاوز كند تابع تريپ براي مدت معينی غيرفعال میشود و به عبارت ديگر طی يك بازه زمانی مشخ رله بیحتس محمد فرشاد و همکاران و مسدود میشتود. مشتکلی كته در استتفاده از ايتن روش وجود دارد تعيين زمان تنظيمی تتايمر استت چتون ممکتن است امپدانس ظاهري در نوسانات توان فركانس باال سريع- تر حركت كند و يا در هنگام وقوع اتصال كوتاه با مقاومتت باال كند حركت كند لذا تعيتين يتك زمتان حتدي ختاص میتواند تا حدودي مشکلساز باشد. همچنين براي خطتوط انتقال بلند و پربار ناحية بار نرمال بسيار ن ديك بته ناحيتة تنظيمی رله ديستانس است و فضاي كافی براي مشخصتة آشکارساز نوسان توان وجتود نتدارد. در ايتن شترايط رلته نمیتواند بين خطاي اتصتال كوتتاه و نوستان تتوان تفتاوت قايل شود [ ]. بر اساس گ ارش مطتر شتده در مقالته [6] تکنيك بررسی سرعت حركتت مشخصتة امپتدانس ظاهري در 5% موارد شبيهسازيشتده توانتايی شناستايی نوسان توان را نداشته است. همچنين بر اساس گ ارش اين مقاله اين روش كالسيك در هتي متوردي قتادر بته رفتع انسداد رله ديستانس براي مواقع وقوع اتصال كوتاه در طتی نوسان توان نبوده است. عتالوه بتر ايتن در بتيش از 65% موارد شبيهسازيشده روش كالسيك به اشتباه اتصال كوتاه فاز به زمين با مقاومت باال را به عنوان نوسان توان شناسايی كرده استت. در مقالته [3] نيت گت ارش ديگتري از عتدم عملکرد صحيح روش كالسيك م بور در شترايط مختلتف ارائه شده است كه نتايج بررسیهاي مقاله [6] را تصتديق میكند. ميانگين درصد تشخي صحيح الگوهتاي نوستان توان و اتصال كوتاه با استفاده از روش جديد پيشنهادي بتا وجود درنظر گرفتن طيتف وستيعی از شترايط مختلتف در سيستم نمونة مورد مطالعه به ترتيتب برابتر 99.85% و 99.59% بوده است. با عنايت به گ ارشها و تجربههاي متعدد از عدم عملکرد صتحيح روش كالستيك شناستايی نوسان توان در شرايط مختلف تصور دقتت بتاال بتراي آن مانند آنچه با اعمال روش پيشنهادي به دستت آمتد دور از 33

15 مجلة علمی پژوهشی مهندسی برق مدرس ذهن به نظر میرسد. 5. جمعبندي و نتيجهگيري در اين مقاله الگوريتمی حفتاظتی بتر مبنتاي تركيتب رلته ديستانس ديجيتال معمولی و طبقهبنتد SVM مطتر شتد. الگوريتم حفاظتی پيشنهادي با شبيهسازي يك سيستم نمونة دوماشينه مورد آزمايش قرار گرفت. الگوهتاي يتادگيري و تست طبقهبند SVM براي حالتهاي مختلف وقوع نوسان توان و خطاي اتصال كوتاه با پردازش سيگنالهاي ولتتاژ و جريان در سيستم نمونه توليد شده و با توجه به اين الگوها ساختار مناسب براي طبقهبند SVM و تابع كرنتل مربوطته انتخاب شد. آزمايشهاي انجامشده بيتانگر قابليتت بتاالي الگوريتم پيشنهادي در تشخي نوستان تتوان و همچنتين شناسايی خطاهاي اتصال كوتاه متقتارن و نامتقتارن در طتی وقوع نوسان توان است. دو رۀ يازدهم شماره / تابستان 93 Automaton, Lund Insttute of Technology, Lund Unversty, Sweden, 3. [4] Machowsk, J. and Nelles, D., "New Power Swng Blockng Method", 6 th Internatonal Conference on Developments n PowerSystem Protecton, Conference Publcaton No. 434, Nottngham, UK, March 997, pp. 8-. [5] Ilar, F., "Innovatons n the Detecton of Power Swngs n Electrcal Networks", Brown Bover Revew, Vol. 68, February secton, 98, pp [6] Zhu, Sh., Gu, Q. and Zheng, L., "New Swng-Blockng Methods for Dgtal Dstance Protecton", IEEE PES Power Systems Conference and Exposton, Vol., Oct 4, pp [7] Jonsson, M. and Daalder, J., "A New Protecton Scheme to Prevent Mal-Trps Due To Power Swngs", IEEE/PES Transmsson and Dstrbuton Conference and Exposton, Vol.,, pp [8] Moore, P.J. and Johns, A.T., "New Method of Power Swng Blockng for Dgtal Dstance Protecton", IEE Proceedngs- Generaton, Transmsson and Dstrbuton, Vol. 43, No., January 996, pp [9] Khoradshad-Zadeh, H., "Evaluaton and Performance Comparson of Power Swng Detecton Algorthms", IEEE Power Engneerng Socety General Meetng, Vol., June 5, pp [] Yang, Q.X., et al, "Fault Identfcaton Durng Power Swngs wth Symmetrcal Component", Internatonal Conference on Energy Management and Power Delvery, Vol., March 998, pp منابع [] Jonsson, M., "Protecton Strateges to Mtgate Major Power System Breakdowns", Thess for The Degree of Doctor of Phlosophy, Department of Electrc Power Engneerng, Chalmers Unversty of Technology, Sweden, 3. [] Sanaye-Pasand, M. and Naderan Jahrom, A., "Study, Comparson and Smulaton of Power system Swng detecton and Predcton Methods", IEEE Power Engneerng Socety General Meetng, Vol., July 3, pp [3] Hemmngsson, M., "Power System Oscllatons - Detecton, Estmaton and Control", Ph.D Thess, Department of Industral Electrcal Engneerng and 33

16 الگوريتم حفاظتی جهت شناسايی نوسان توان... محمد فرشاد و همکاران [5] Jal, H., et al, "Dstance Relay Protecton Based on Artfcal Neural Network", 4 th Internatonal Conference on Advances n Power System Control, Operaton and Management, APSCOM-97, Conference Publcaton No. 45, Hong Kong, Vol., November 997, pp [6] Khorashad-Zadeh, H. and L, Z., "A Novel Power Swng Blockng Scheme Usng Adaptve Neuro-Fuzzy Inference System", Electrc Power Systems Research, Vol. 78, 8, pp [7] Seethalekshm, K., Sngh, S.N. and Srvastava, S.C., "SVM Based Power Swng Identfcaton Scheme for Dstance Relays", IEEE PES General Meetng Mnneapols, USA, July, pp. -8. [8] Scholköpf, B., Burges, C. and Smola, A., "Advances n Kernel Methods-Support Vector Learnng", Cambrdge, MA: MIT Press, 999. [9] Abe, Sh., "Advances n Pattern Recognton- Support Vector Machnes for Pattern Classfcaton", Sprnger-Verlag, 5. [] Kononenko, I. and Skonja, M.R., "Nonmyopc feature qualty evaluaton wth (R)RelefF", n Lu, H., and Motoda, H. (Eds.): "Computatonal Methods of Feature Selecton" (Chapman & Hall/CRC, Taylor & Francs Group, 8), pp [] Zou Qng, L.X., et al, "A Fast Unblockng Scheme for Dstance Protecton to Identfy Symmetrcal Fault Occurrng Durng Power Swngs", IEEE Power Engneerng Socety General M eetng, 6, pp [] Su, B., et al, "Fast Detector of Symmetrcal Fault Durng Power Swngfor Dstance Relay", IEEE Power Engneerng Socety General Meetng, Vol., June 5, pp [3] Karegar, H.K. and Mohamed, B., "A New Method for Fault Detecton durng Power Swng n Dstance Protecton",6 th Internatonal Conference on Electrcal Engneerng/Electroncs, Computer, Telecommuncatons and Informaton Technology, ECTI-CON, May 9, pp [4] Lotffard, S., Faz, J. and Kezunovc, M., "Detecton of Symmetrcal Faults by Dstance Relays Durng Power Swngs", IEEE Transactons on Power Delvery, Vol. 5, No., Jan., pp