Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Кириленко, О.В., Блінов, І.В., Танкевич, С.Є.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут електродинаміки НАН України 2011
Назва видання:	Гідроенергетика України
Теми:	Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57933
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж / О.В. Кириленко, І.В. Блінов, С.Є. Танкевич // Гідроенергетика України. — 2011. — № 2. — С. 11-15. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-57933
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-579332014-03-17T03:01:49Z Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж Кириленко, О.В. Блінов, І.В. Танкевич, С.Є. Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці 2011 Article Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж / О.В. Кириленко, І.В. Блінов, С.Є. Танкевич // Гідроенергетика України. — 2011. — № 2. — С. 11-15. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. 1812-9277 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57933 621.316 uk Гідроенергетика України Інститут електродинаміки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці
spellingShingle	Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Кириленко, О.В. Блінов, І.В. Танкевич, С.Є. Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж Гідроенергетика України
format	Article
author	Кириленко, О.В. Блінов, І.В. Танкевич, С.Є.
author_facet	Кириленко, О.В. Блінов, І.В. Танкевич, С.Є.
author_sort	Кириленко, О.В.
title	Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж
title_short	Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж
title_full	Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж
title_fullStr	Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж
title_full_unstemmed	Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж
title_sort	цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж
publisher	Інститут електродинаміки НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/57933
citation_txt	Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж / О.В. Кириленко, І.В. Блінов, С.Є. Танкевич // Гідроенергетика України. — 2011. — № 2. — С. 11-15. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.
series	Гідроенергетика України
work_keys_str_mv	AT kirilenkoov cifrovakorekcíâpohibkiadaptivnogovimírûvalʹnogoperetvorûvačastrumuvustalenihrežimahzvikoristannâmštučnihnejronnihmerež AT blínovív cifrovakorekcíâpohibkiadaptivnogovimírûvalʹnogoperetvorûvačastrumuvustalenihrežimahzvikoristannâmštučnihnejronnihmerež AT tankevičsê cifrovakorekcíâpohibkiadaptivnogovimírûvalʹnogoperetvorûvačastrumuvustalenihrežimahzvikoristannâmštučnihnejronnihmerež
first_indexed	2025-07-05T09:13:15Z
last_indexed	2025-07-05T09:13:15Z
_version_	1836797705923330048
fulltext	Гідроенергетика України, 2/2011, ISSN 181209277 1111 Н А У К А — Н А У К О В О $ Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І СС у часні сис те ми ке ру ван ня елект ро е - нер ге тич ни ми об'є к та ми (ЕЕО) в про - цесі функ ці ону ван ня орієнту ють ся на ви ко рис тан ня різних да них з єди ної спіль ної ба - зи, що фор муєть ся різно го ро ду да ва ча ми інфор - мації. Відповідні міжна родні стан дар ти [1—3] став лять до сить жорсткі ви мо ги до та ких да вачів вимірю валь ної інфор мації (транс фор ма торів стру му (ТС), нап ру ги (ТН) та ви со ко вольт них вимірю валь них пе рет во рю вачів). Виріши ти ці пи - тан ня не мож ли во без інте лек ту алізації та ких при - ст роїв шля хом ви ко рис тан ня су час них циф ро вих тех но ло гій. Прик ла дом та ко го прист рою є адап - тив ний вимі рю валь ний пе рет во рю вач стру му (АВПС) [4], що на відміну від тра диційних ТС та ТН, у своїй конструкції має елект рон ний блок реєстрації та ана ло го(циф ро во го пе рет во рен ня. Та кий блок роз та шо вуєть ся на приєднанні без по - се редньо біля фаз них ТС та ТН. Пе ре ва гою АВПС, з од но го бо ку є змен шен ня впли ву на йо го ха рак те рис ти ки елект рич них і магнітних полів від об лад нан ня пер вин них елект - рич них кіл, а з іншо го мож ливість ви ко рис тан ня циф ро вих ме тодів ко рекції йо го вихідно го сиг на - лу. Ці ме то ди на відміну від ана ло го вих — більш точні та надійні. В той же час, ви ко рис тан ня в конструкції АВПС елект рон но го бло ка вно сить до дат ко ву по хиб ку, яка пов'яза на з особ ли вос тя - ми про це су ана ло го(циф ро во го пе рет во рен ня, од - нак та ка по хиб ка з нач но мен ша по хиб ки елект ро - магнітних транс фор ма торів і в за галь но му ви пад - ку нею мож на знех ту ва ти. Точність вимірю ван ня інфор мації про стан та ре жи ми елект ро е нер ге тич них об'єктів, зок ре ма і ліній елект ро пе ре дачі (ЛЕП)ви со кої нап ру ги, за - ле жить не тіль ки від ви бо ру ме то ду вимірю ван ня, але і від сту пе ню впли ву по хи бок, що ви ни ка ють внаслідок вик рив лен ня вхідної інфор мації, на вимірю вальні за со би. Існу ючі ме то ди вимірю ван - ня до сить чут ливі до вик рив лен ня вхідної інфор - мації і, крім то го, їх точність знач ною мірою за ле - жить від ве ли чи ни стру му. Це сто суєть ся, в то му числі і ус та ле них ре жимів ро бо ти. Слід заз на чи - ти, що точність су час них елект ро магнітних ТС та ТН має до сить значні межі при пус ти мих по хи бок миттєвих зна чень стру му та нап ру ги, а са ме: для вимірю валь них ви ходів найбільш по ши ре них ТС та ТН кла су точ ності 0,5S зна - чен ня стру мо вої по хиб ки скла дає: ± 3,0% при (0,01— 0,05)⋅I1ном; ±1,5% при 0,2⋅I1номі ± 0,5%, при (1,0 —1,2)⋅I1ном. В той же час, фак то ри, що впли - ва ють на точність ТС та ТН сь о годні не мо жуть бу ти вра хо - вані у повній мірі шля хом ви - ко рис тання тіль ки тра дицій них ме тодів вимірю ван ня. Постійне підви щен ня ви - мог до точ ності та на дійності от ри ман ня вимірю валь ної ін - фо р мації про стан та ре жи ми ЕЕО, а та кож праг нен ня ви ко - рис та ти всю дос туп ну інфор - мацію, як апріор ну, так і по - точ ну, ро бить ак ту аль ним роз - роб ку но вих більш точ них ме - тодів об роб ки ре зуль татів ви - мі рю ван ня, що ма ють здатність до адап тації та нав чан ня. Зва жа ю чи на заз на че не, ме тою статті є роз ви - ток спо собів підви щен ня точ ності ро бо ти АВПС при вимірю ванні фаз них миттєвих зна чень стру - мів ви со кої нап ру ги в ус та ле них ре жи мах ро бо ти шля хом ко рекції вимірю валь них сиг налів. Сь о годні у світі спос терігаєть ся істот не підви - щен ня інте ре су до розв'язан ня ба гать ох елект ро е - нер ге тич них за дач шля хом ви ко рис тан ня різних ме тодів та за собів штуч но го інте лек ту. Не від'єм - ною час ти ною ць о го про це су є зас то су ван ня те орії штуч них ней рон них ме реж (ШНМ) [5] для вирішен ня за дач пов'яза них з прог но зу ван ням (прог но зу ван ня елект рич но го на ван та жен ня [6— 8]), розпізна ван ням об разів та ап рок си мацією функцій (нап рик лад, виз на чен ня місць пош код - жень на лініях елект ро пе ре дачі [9], діаг нос ти ка та моніто ринг ста ну елект ро тех ніч но го об лад нан ня [10, 11]), Штучні ней ронні ме режі знайш ли зас то - су ван ня в су час них за со бах ре лей но го за хис ту та ав то ма ти ки [12, 13]. Слід заз на чи ти, що ШНМ та - кож доб ре се бе за ре ко мен ду ва ли в якості за собів, що ви ко рис то ву ють ся в за да чах з об роб ки, фільт - ру ван ня та ко ре гу ван ня циф ро вої інфор мації на рівні ЕЕО і елект ро е нер ге тич них сис тем (ЕЕС). ЦИФРОВА КОРЕКЦІЯ ПОХИБКИ АДАПТИВНОГО ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА СТРУМУ В УСТАЛЕНИХ РЕЖИМАХ З ВИКОРИСТАННЯМ ШТУЧНИХ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ КИРИЛЕНКО О.В., академік НАН України, БЛІНОВ І.В., канд. техн. наук, ТАНКЕВИЧ С.Є., аспірант, Ін(т електродинаміки НАН України, м. Київ УДК 621.316 БЛІНОВ І.В. ТАНКЕВИЧ С.Є. КИРИЛЕНКО О.В. Н А У К А — Н А У К О В О $ Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І Гідроенергетика України, 2/2011, ISSN 1812092771212 Аналіз публікацій та вра ху ван ня та ких влас - ти вос тей ШНМ як їх здатність до нав чан ня, ви - сокі здібності до ап рок си мації безпе ре рв ної функ ції, мож ливість їх ви ко рис тан ня для аналізу рядів да них, не див ля чись на відсутність чи на - явність будь(якої періодич ності та циклічності, а та кож не ви со ка чут ливість до на яв ності вик рив - лен ня вхідної інфор мації, доз во лив виз на чи ти доціль ність їх ви ко рис тан ня для ко рекції по хи - бок ви мі рю валь них сиг налів АВПС. Крім то го, до пе ре ваг ШНМ слід віднес ти прос то ту їх ви ко рис - тан ня та адап тації в про цесі експлу а тації в порівнянні з інши ми ме то да ми. Зас то су ван ня ШНМ доз во ляє ви ко рис то ву ва ти для нав чан ня дані, що от ри мані шля хом мо де лю ван ня. Це, в свою чер гу, доз во ляє не вра хо ву ва ти ве ли ку кількість фак торів, які впли ва ють на точність от - ри ман ня вимірю валь ної інфор мації, при ви ко рис - танні ШНМ в якості за со бу ко рекції вимірю валь - них сиг налів АВПС(як за да чі циф ро вої об роб ки сиг налів), під час йо го фак тич но го зас то су ван ня на Е ЕО в умо вах ре аль ної експлу а тації. Циф ро ву об роб ку сиг на лу (ЦОС) заз ви чай про во дять для то го, щоб виз на чи ти, яка функція ле жить в ос нові яви ща, що спос терігаєть ся. Та - ким чи ном ЦОС, в за галь но му ви пад ку, по ля гає в пе рет во ренні пев но го циф ро во го сиг на лу у від по - від ний йо му інший сиг нал з не обхідни ми влас ти - вос тя ми. Та ка об роб ка сиг на лу ви ко нуєть ся циф - ро ви ми сиг наль ни ми про це со ра ми за до по мо гою зап рог ра мо ва них в них ма те ма тич них ал го ритмів. Та кож не обхідно заз на чи ти, що, оскіль ки, відліки циф ро во го сиг на лу над хо дять з постійною швид - кіс тю, то про це сор по ви нен за цей час всти га ти об ро би ти по точ ний відлік до над ход жен ня нас - туп но го. Тоб то ЦОС по вин на про во ди тись в ре - аль но му часі. На Рис. 1 на ве де но графічне відоб ра жен ня за - галь но го про це су ЦОС при ко рекції по хи бок вимірю ван ня циф ро во го сиг на лу в АВПС. Сто сов но АВСП слід заз на чи ти, що ана ло го - вий сиг нал про хо дя чи че рез фаз ний ТС над хо дить на ана ло го во(циф ро вий пе рет во рю вач (АЦП) елект рон но го бло ка АВПС і в ре зуль таті диск ре ти - зації за ча сом та кван ту ван ня по рівню предс тав - ляєть ся в циф ро во му виг ляді x[n]. Цей сиг нал по - даєть ся на мікроп ро це сор, який про во дить йо го в відповідноті з зак ла де ним ал го рит мом. Суть по ля - гає в то му щоб сиг нал на йо го ви ході y[n] яко мо га точніше пов то рю вав вхідний ана ло го вий сиг нал. Зва жа ю чи на заз на че не, розг ля не мо за да чу - ЦОС при ко рекції по хи бок вимірю валь них сиг - налів АВПС, як за да чу ап рок си мації функції, яка по ля гає в пе рет во ренні от ри ма ної АВПС вимірю - валь ної інфор мації про зна чен ня струмів в ЛЕП на ета лонні зна чен ня, що наб ли жені до фак тич но очі - ку ва них зна чень в умо вах постійно го над ход жен ня по то ку та кої інфор мації в ре аль но му мас ш табі ча су. Для розв'язан ня пос тав ле ної за дачі мо жуть ви ко рис то ву ва тись різні ти пи ШНМ, зок ре ма ба - га то ша рові ШНМ пря мо го роз пов сюд жен ня, що в за галь но му ви пад ку містять один вхідний, один або біль ше при хо ва них шарів та один вихідний шар ней ронів. До найбільш по ши ре них ШНМ пря мо го роз пов сюд жен ня на ле жать ба га то ша ро - вий пер се пт рон та ШНМ на ос нові радіаль но(ба - зис них функцій (РБФ). При чо му як ШНМ на ос - нові РБФ, так і ба га то ша ро вий пер се пт рон в за - галь но му ви пад ку здатні од на ко во якісно здій с - ню ва ти ап рок си мацію функції. Од нак ці два ти пи ШНМ ма ють певні відмінності. Так, ШНМ на ос - нові РБФ (у своїй ос новній формі) містять один при хо ва ний шар, в той час, як ба га то ша ро вий пер - се пт рон мо же ма ти біль ше при хо ва них шарів. Крім то го, ар гу мент функції ак ти вації кож но го скри то го ней ро на ШНМ на ос нові РБФ має евклідо ву від - стань між вхідним век то ром і цент ром радіаль ної функції, при ць о му ар гу мен том функції ак ти вації кож но го скри то го ней ро ну ба га то ша ро во го пер се - пт ро ну є ска ляр ний до бу ток вхідно го век то ра і век то ра си нап тич них ваг да но го ней ро ну. Го лов - ною відмінністю цих типів ШНМ (з точ ки зо ру розв'язан ня да ної за дачі) є те, що ба га то ша ро вий пер се пт рон за без пе чує гло баль ну ап рок си мацію нелінійно го відоб ра жен ня, а ШНМ на ос нові РБФ ство рює ло каль ну ап рок си мацію нелінійно го відоб ра жен ня за ра ху нок ло калізо ва них неліній - нос тей, що екс по ненціаль но змен шу ють ся. Ефек тивність ви ко рис тан ня ШНМ на ос нові РБФ та ба га то ша ро во го пер се пт ро ну за ле жить від спе цифіки роз поділу да них у нав чаль них вибірках та особ ли вос тей за дачі, що підля гає розв'язан ню. До пе ре ваг ШНМ на ос нові РБФ при розв'язанні пос тав ле ної за дачі, порівня но з ба га то ша ро вим пер се пт ро ном, слід віднес ти спро - щен ня про це ду ри ви бо ру її оп ти маль ної архітек - ту ри (за ра ху нок на яв ності тіль ки од но го скри то - го ша ру), а та кож ви ща швидкість нав чан ня та ро - бо ти РБФ ШНМ для да ної за дачі. Ос таннє є най - важ ливішим кри терієм з точ ки зо ру ви бо ру ШНМ на ос нові РБФ оскіль ки ко рекція по хи бок вимірю валь них сиг налів АВПС по вин на відбу ва - ти ся, як заз на ча ло ся, в ре жимі ре аль но го або близь ко го до ре аль но го ча су (в темпі про це су вимірю ван ня). Крім то го, ме то ди нав чан ня ШНМ на ос нові РБФ не ма ють труд нощів з ло каль ни ми Рис. 1. Гідроенергетика України, 2/2011, ISSN 181209277 1313 Н А У К А — Н А У К О В О $ Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І мініму ма ми у порівнянні з ме то да ми нав чан ня ба - га то ша ро во го пер се пт ро ну. Це підви щує, як ефек - тивність нав чан ня, так і ефек тивність ро бо ти ШНМ на ос нові РБФ, у то му числі і при роз в'я - зан ні за дач об роб ки циф ро вої інфор мації. Та ким чи ном, з ура ху ван ням заз на че но го та прий ма ю чи до ува ги ре зуль та ти про ве де них дос - лід жень, для ко рекції по хиб ки вимірю ван ня АВПС виб ра но ШНМ на ос нові РБФ. Відзна чи мо, що ко - жен ней рон при хо ва но го ша ру ШНМ на ос нові РБФ ви ко рис то вує в якості ак ти ваційної функції радіаль ну ба зис ну функцію. На Рис. 2 в за галь но му виг ляді, на ве де на струк ту ра ШНМ на ос нові РБФ та графічне відоб ра жен ня ак ти ваційної функції ней ронів при хо ва но го ша ру цієї ШНМ. Як вид но з Рис. 2 вихід ШНМ на ос нові РБФ є лінійною комбінацією пев но го на бо ру ба зис них функцій, що ма ють нас туп не аналітич не предс - тав лен ня: , де wj — зна чен ня ва желів си напсів. При ць о му радіаль на ба зис на функція ШНМ на ос нові РБФ є функцією яд ра ней ро на і цент - руєть ся в точці, яка виз на чаєть ся ва го вим век то - ром си напсів, що пов'язані з ней ро ном. Ха рак тер - на влас тивість цієї функції по ля гає в то му, що її відгук мо но тон но спа дає або зрос тає ра зом із відда лен ням від цент раль ної точ ки. При ць о му, ке - ру ю чим па ра мет ром, що в значній мірі впли ває на нав чан ня та ро бо ту ШНМ на ос нові РБФ, є ве ли - чи на зглад жу ван ня ак ти ваційної функції δ. Ти по - вим прик ла дом та кої функції є функція Га у са (Рис. 2, б), яка для ска ляр но го ар гу мен ту має нас - туп не аналітич не предс тав лен ня: Ця функція має мак си мум, що дорівнює оди - ниці, при x = 0 і плав но змен шуєть ся при збіль - шенні зна чен ня x, до ся га ю чи зна чен ня 0,5 при x = ± 0,833. При ць о му па ра метр δ чи нить істот ний вплив на якість ап рок си мації функції. Так вибір за над то ма лих зна чень δ приз во дить до то го, що ме ре жа втра чає здатність до уза галь - нен ня, а при ду же ве ли ких відхи лен нях ШНМ не бу де вра хо ву ва ти особ ли вості век торів, що по да ють ся на її вхід. Існу ючі ре ко мен дації що до ви бо ру зна чен ня па ра мет ра δ [14] є до сить за - галь ни ми, то му па ра метр δ заз ви чай ви би раєть - ся дослідним шля хом. Як по зиція, так і ши ри на ак ти ваційної функції ма ють бу ти виз на чені при нав чанні ШНМ на ос нові РБФ на нав чальній вибірці да - них. Ко жен вихідний еле мент об чис лює лінійну комбінацію цих радіаль них ба зис них функцій. З точ ки зо ру за дачі ап рок си мації при хо вані еле мен - ти фор му ють су купність функцій, які ут во рю ють ба зис ну сис те му для предс тав лен ня вхідних прик ладів в по бу до ва но му на ній прос торі. Слід заз на чи ти, що у літе ра турі що до ви ко - рис тан ня ШНМ для розв'язан ня за дачі циф ро вої об роб ки сиг налів, зок ре ма і да них вимірю вань, пе ре важ но не висвітлю ють пи тан ня підго тов ки нав чаль ної вибірки да них що до кіль кості да них та їх "роз поділу" при нав чанні ШНМ, а та кож пи - тан ня виз на чен ня оп ти маль ної архітек ту ри ШНМ [15, 16]. При виз на ченні оп ти маль ної архітек ту ри ШНМ на ос нові РБФ не обхідним є про ве ден ня екс пе ри ментів, з порівнян ням їх ре зуль татів, для пев ної кіль кості ШНМ з різною архітек ту рою. Для виз на чен ня оп ти маль ної архітек ту ри ШНМ на ос нові РБФ мож на ви ко рис то ву ва ти різні ал - го рит ми по шу ку оп ти маль ної архітек ту ри [17], а та кож прог рамні інстру мен тарії, що містять такі ал го рит ми у своєму складі. Аналіз публікацій та про ве дені досліджен ня по ка за ли, що про цес підго тов ки вибірок да них для нав чан ня й тес ту ван ня ШНМ має відбу ва ти - ся з ура ху ван ням нас туп них ви мог: дані в нав - чаль ній вибірці ма ють бу ти роз та шо вані рів но - мір но, а їхня щільність за ле жа ти від особ ли вос тей ЕЕО, на яко му здій с ню єть ся вимірю ван ня йо го па ра мет рів; кількість да них у нав чаль ній вибірці не по вин на приз во ди ти до ефек ту "пе ре нав чан ня" при яко му ШНМ на ос нові РБФ не здат на роз піз - на ва ти зна чен ня, що не ви ко рис то ву ва лись для її нав чан ня. Не обхідність про ве ден ня ба га то ра зо - вих екс пе ри ментів приз во дить до то го, що конт - роль на вибірка побічним чи ном прий має участь у нав чанні ШНМ, що зви чай но ос лаб лює її роль, як не за леж но го кри терію якості підго тов ки ШНМ. Зва жа ю чи на це, доціль ним є ви ко рис тан ня тес - то вої вибірки, при ць о му во че видь, що та ка ви бір - ка має ви ко рис то ву ва ти ся ли ше од ин раз. Слід заз на чи ти, що особ ливість за дачі ко рек - Рис. 2. Н А У К А — Н А У К О В О $ Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І Гідроенергетика України, 2/2011, ISSN 1812092771414 ції по хиб ки вимірю ван ня АВПС з ви - ко рис тан ням ШНМ РБФ не доз во ляє ви ко рис то ву ва ти у якос ті нав чаль ної, тес то вої та конт роль ної ви бір ки вик - люч но рет рос пек тив ну ін фо р ма цію, ос кіль ки в да но му ви пад ку не вра хо - вуєть ся вик рив лен ня вхід ної інфор - мації і зміна зна чен ня стру му в ЛЕП, що знач но впли ває на по хиб ку ви мі рю - ван ня. То му підго тов ка да них для нав - чан ня ШНМ на ос нові РБФ ви ма гає по пе реднь о го ство рен ня адек ват них вибірок да - них, які у за галь но му ви пад ку, ма ють міс ти ти, як "ета лонні", так і рет рос пек тивні зна чен ня струмів ЛЕП, які ма ють бу ти пос тав лені у відповідність до зна чень стру му ЛЕП та мож ли во го вик рив лен ня вхідної інфор мації. В ць о му ви пад ку, вхідна ви бір - ка да них для нав чан ня ШНМ на ос нові РБФ бу де місти ти рет рос пек тив ну виміря ну інфор ма цію, а вихідна вибірка да них бу де місти ти очіку вані (ета - лонні) зна чен ня стру мів ЛЕП. Вибірки да них бу - ду ють ся в умо вах не виз на че ності фор ми мож ли вої функ ціо наль ної за леж ності між вхідни ми та вихідни ми да ни ми. В ць о му ви пад ку "ета лонні" дані от ри му ють ся з ура ху ван ням вик рив лен ня вхідної рет рос пек тив ної інфор мації (по хиб ки, що вно сять ся АЦП) та зміни зна чен ня стру му в ЛЕП в ус та ле но му ре жимі. Підго тов ка вибірки зна чень для нав чан ня та ро бо ти ШНМ на ос нові РБФ фор му ва ла ся шля - хом рівномірно го роз поділен ня та вне сен ня по - хиб ки по всій вибірці очіку ва ної (ета лон ної) ви - мі ря ної інфор мації що до зна чень стру му в одній фазі ЛЕП. В ць о му ви пад ку прий ня то, що мак си - маль не відхи лен ня рет рос пек тив них (фак тич но ви міря них) зна чень струмів ЛЕП від їх ета лон - них зна чень зна хо дить ся в діапа зоні від −3% до +3%, що вра хо вує зміну зна чень стру му ЛЕП в ус та ле но му ре жимі, а та кож інших фак торів, що впли ва ють на точність вимірю валь но го за со бу. Важ ли ву роль при розв'язанні пос тав ле ної за - да чі відіграє по пе ред ня підго тов ка ШНМна ос но ві РБФ, що пот ре бує зас то су ван ня прог рам но го інст - ру мен тарію для ви бо ру, нав чан ня, тес ту ван ня та ви ко рис тан ня ШНМ. Ре зуль та ти досліджень свід - чать, що при ви борі та підго товці ШНМ на ос нові РБФ доціль но зас то со ву ва ти універ саль ний прог - рам ний інстру мен тарій підго тов ки ШНМ. Заз на - че ний інстру мен тарій має за без пе чу ва ти мож - ливість ви ко рис тан ня не обхідних ти пів ШНМ, ал - го ритмів їх нав чан ня та адап тації, доз во ля ти син - те зу ва ти ко ди підго тов ле них ШНМ з ви ко рис тан - ням ал го ритмічної мо ви ви со ко го рівня. З ура ху - ван ням на ве де них ви мог та на підставі аналізу відповідних прог рам них за собів вста нов ле но, що дос татньо об ме жи тись зас то су ван ням прог рам но - го про дук ту StatisticaNe ur al Network, який за без - пе чує ефек тив ну під го тов ку ШНМ. В Табл. 1. на ве де но ре зуль та ти нав чан ня та тес ту ван ня декіль кох ШНМ на ос нові РБФ при їх підго товці для розв'язан ня за дачі ко ре гу ван ня по хиб ки АВПС. В да но му ви пад ку, як рет рос пек - тив на інфор мація ви ко рис то ву ють ся зна чен ня струмів в одній фазі ЛЕП 330 кВ в ус та ле но му ре - жимі. Диск ре ти зація да них у вибірках ста но ви ла 20 зна чень на період, а кількість да них у за гальній вибірці — 2500. При ць о му, нав чаль на вибірка да - них скла ла 60%, а конт роль на та тес то ва вибірки — по 20 % відповідно, від за галь ної вибірки да них. Як вид но з Табл. 1. найбільш доціль ним для роз в'язан ня за дачі ко рекції по хиб ки АВПС є ви - ко рис тан ня ШНМ на ос нові РБФ, що має третій по ряд ко вий но мер в таб лиці, оскіль ки заз на че на ШНМ має, як най мен шу по хиб ку нав чан ня, так і най мен шу тес то ву по хиб ку се ред на ве де них. До то го ж, об ра на ШНМ РБФ має найбіль шу швид - кість ро бо ти. Швидкість ро бо ти об ра ної ШНМ на ос нові РБФ ста но вить 0,0006(се кунд) в об ра но му прог - рам но му інстру мен тарії Statistica 6, що вста нов - ле на на ЕОМ з про це со ром IntelCore2Duo 2,4 ГГц з опе раційною сис те мою Windows 7. Це апріорі доз во ляє зро би ти вис но вок про те, що ви ко рис - тан ня ШНМ на ос нові РБФ є цілком мож ли вим у ре жимі ре аль но го ча су, за умо ви ре алізації ро бо ти та кої ШНМ на рівні конт ро ле ра елект рон но го бло ка АВПС. Стан да рт не відхи лен ня (Е) для зна чень тес - то вої вибірки та зна чень, що от ри мані ШНМ на ос нові РБФ скла ло 0,0001кА, а се ред ня віднос на по хиб ка (F) скла дає 0,05%. При ць о му, мак си - маль на віднос на по хиб ка не пе ре ви щує 0,5% для всь о го діапа зо ну зна чень тес то вої вибірки, що в аб со лют них оди ни цях ста но вить 0,7 (А). Опи сані па ра мет ри роз ра хо ву ва ли ся за фор му ла ми: Таблиця 1. Результати навчання та тестування ШНМ РБФ Гідроенергетика України, 2/2011, ISSN 181209277 1515 Н А У К А — Н А У К О В О $ Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І де x та xi є ре аль не та рет рос пек тив не зна чен ня в тес товій вибірці та ап рок си мо ва не ШНМ на ос нові РБФ ета лон не зна чен ня ви хо ду АВПС від по відно. На Рис. 3 на ве де но діаг ра му розсіюван ня, що відоб ра жає за лежність да них тес то вої вибірки та ап рок си мо ва них ШНМ на ос нові РБФ да них. З ри сун ка вид но, що ці дані май же не відхи ля ють ся від пря мої лінії. Це свідчить про нез нач ну по хиб - ку ап рок си мації об ра ної ШНМ РБФ. Гістог ра ма різниць ап рок си мо ва них ШНМ на ос нові РБФ зна чень струмів ЛЕП, що на ве де но на Рис. 4 по ка зує, що у біль шості ви падків зна - чен ня різниці між ета лон ни ми зна чен ня ми тес то - вої вибірки та ап рок си мо ва ни ми зна чен ня ми зна - хо дить ся в діапа зоні від 0 до 0,2(А), а мак си маль - ні відхи лен ня скла да ють не біль ше 0,7 (А), при чо - му, кількість ви падків та ких відхи лень скла дає мен ше 1% від за галь ної кіль кості відхи лень. Зап ро по но ва ний підхід до ви ко рис тан ня ШНМ і, зок ре ма, зас то су ван ня ШНМ на ос нові РБФ доз во ли ло за без пе чи ти ко ре гу ван ня по хиб - ки АВПС в ус та ле них ре жи мах ро бо ти ЛЕП при зміні діапа зо ну номіналь но го стру му від 0,01 до 1,2I1ном з ура ху ван ням по хиб ки диск ре ти зації циф ро во го сиг на лу. Крім то го, здатність ШНМ на ос нові РБФ до нав чан ня доз во ляє про во ди ти їх адап тацію до зміни умов функціону ван ня ЕЕО, зок ре ма і ЛЕП. Крім то го, до пе ре ваг зап ро по но - ва но го підхо ду до вирішен ня за дачі ко ре гу ван ня по хи бок АВПС слід та кож віднес ти ефек тивність, прос то ту та швид кодію, що обу мов лені, в пер шу чер гу, особ ли вос тя ми ШНМ на ос нові РБФ, як ап рок си маційних за собів. ЛІТЕРАТУРА 1. International Standard IEC 61850: Communication net- works and systems in substations. — Geneva. — 2010. — 1835 p. 2. International Standard IEC 60044(7: Instrument trans- formers — Part 7: Electronic voltage transformers. — Geneva. — 2007. — 69 p. 3. International Standard IEC 60044(8: Instrument trans- formers — Part 8: Electronic current transformers. — Geneva. — 2007. — 124 p. 4. Ки ри лен ко О.В., Тан ке вич Є.М., Тан ке вич С.Є. Інте лек - ту аль ний вимірю валь ний пе рет во рю ва ч струмів та нап ру г для інте лек ту аль ни х е нер го сис тем //Праці ІЕД НА НУ (Спеціаль ний ви пуск). — 2010. — C. 82 — 86. 5. Бут ке вич О.Ф., Пав ловсь кий В.В. Штуч ний інте лект та гібридні сис те ми у розв'язанні за дач елект ро е нер ге ти ки: по точ ний стан та тен денції // Праці ІЕД НА НУ. — 2003. — № 1 (4). — C. 109 — 117. 6. Шу ми ло ва Г.П., Гот ман Н.Э., Стар це ва Т.Б. Крат кос - роч ное прог но зи ро ва ние элект ри чес ких наг ру зок с ис поль - зо ва ни ем ме то дов ис ку с ствен ных ней рон ных се тей // Ре ги - о наль ные энер ге ти чес кие ис сле до ва ния: 1953—1998 го ды. Сык тыв кар: Изд(во Ко ми НЦ УрО РАН, 1999. 7. Gavrilas M., Ciutera I., Tanasa C. Medium(Term Load Forecasting With Artificial Neural Network Models // IEE CIRED Conference. — 2001. — P. 482 — 486. 8. Бли нов И.В. , Мар ты нюк А.В. Воп ро сы крат кос роч но - го прог но зи ро ва ния элект ри чес кой наг руз ки с ис поль зо ва - ни ем ис ку с ствен ных ней рон ных се тей и рег рес си он ных ме - то дов// Техн. елект ро ди наміка. (Тем. вип.: Си ло ва е ле кт - роніка та енер го е фек тивність). — 2009. — Ч. 2. — С. 61 — 65. 9. Ки ри лен ко О.В. Блінов І.В. Виз на чен ня місць пош код - жень на лініях елект ро пе ре дачі з ви ко рис тан ням штуч них ней рон них ме реж// На ук. праці ДонН ТУ. (Серія: Елект ро - техніка і енер ге ти ка) — 2008. — Вип. 8 (140). — С. 9 — 12. 10. Farag A.S., Mohandes M., Al.$Shaikh A. Diagnosing failed distribution transformers using neural networks // PWRD. — 2001. — Vol. 16, No. 4. — P. 631—636. 11. Peharda D., Delimar M., Hebel Z. A Studyon Power System State Estimation Basedon Neural Networks // PES. — P. 55—60. 12. Dash P.K., Padhan A.K., Panda G. Application of mini- mal Radial Basis Function neuralnet work to distance protection // PWRD. — 2001. — Vol. 16, No. l. — P. 68—74. 13. Megahed A.I., Malik P. Experimental testing of a neural network based digital differential Relay forsync hronous genera- tors // PWRD. — vol. 15, No. l. — P. 24—30. 14. Си во хин, А.В. Ис ку с ствен ные ней рон ные се ти. Лаб. прак ти кум / А. В. Си во хин, А. А. Луш ни ков, С. В. Ши ба нов. — Пен за: Изд(во Пенз. гос. ун(та, 2004. — 136 с. 15. Luo F$L., Unbehauen R. Applied Neural Networks for Signal Processing. Cam(bridgeUniversityPress. 1998. — 196 p. 16. Demuth H., Beale M. Neural Network Toolbox. For Use with MATLAB. The MathWorks Inc. 1992—2010. — 196 p. 17. Бли нов И.В., Зо зу ля А.М. Оп ре де ле ние оп ти маль ной ар хи тек ту ры ис ку с ствен ной ней рон ной се ти для ре ше ния за - да чи оп ре де ле ния ви да КЗ на ЛЭП. //Техн. елект ро ди - наміка. Те ма тич ний ви пуск. Проб ле ми су час ної елект ро - техні ки. Ч. 5. — 2006. — С. 41— 42. Рис. 3. Значення тестової вибірки відносно результату апроксимації ШНМ Рис. 4. Гістограма різниць по тестовій вибірці (224 значення, А) © Кириленко О.В., Блінов І.В., Танкевич С.Є., 2011

Цифрова корекція похибки адаптивного вимірювального перетворювача струму в усталених режимах з використанням штучних нейронних мереж

Репозитарії

Схожі ресурси