ارائه یک الگوریتم مبتنی بر داده کاوی برای تشخیص خروج از همگامی در ژنراتورهای سنکرون
Title Proper
A data mining algorithm for Out-of-Step detection in synchronous generators
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Place of Publication, Distribution, etc.
تهران
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۳۰۱ ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
تورج امرایی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۴۰۰
Discipline of degree
مکاترونیک
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
ژنراتور سنکرون یکی از مهم ترین و گران ترین تجهیزات سیستم قدرت به شمار می رود. پایداری سیستم قدرت وابسته به نحوه عملکرد ماشین های سنکرون است. ژنراتورهای سنکرون در معرض خطاهای الکتریکی مختلفی قرار می گیرند که ممکن است در صورت عدم آشکارسازی بهموقع این خطاها، ژنراتور سنکرون نتواند عملکرد مطلوب خود را حفظ کند. در سیستم های قدرت توانایی ماشین های سنکرون را در حفظ سنکرونیزم در حالت عادی و نیز به هنگام بروز یک خطای الکتریکی شدید همانند خطای اتصال کوتاه سه فاز پایداری گذرای زاویه روتور می نامند. در حالت کلی یک ژنراتور سنکرون، سنکرونیزم خود را با شبکه ی قدرت به دلایل مختلفی همانند اتصال کوتاه های سه فاز مدت دار، قطع و وصل خطوط، تغییرات ناگهانی بار و خروج ناگهانی سایر ژنراتورها از دست می دهد. به دنبال وقوع خطاهای شدید همانند اتصال کوتاه سه فاز، نوسانات به وجود آمده، میرا نمی شوند و شرایط خروج از سنکرونیزم یا خروج از همگامی را به وجود می آورند. ازاینرو شناسایی شرایط خروج از همگامی و پیش بینی آن می تواند در حفظ عملکرد مناسب ماشین و یا انجام اقدام های پیشگیرانه سودمند باشد. هدف از انجام این پایان نامه ارائه یک الگوریتم کارآمد مبتنی بر داده کاوی برای آشکارسازی شرایط خروج از همگامی در ژنراتورهای سنکرون است. روش ارائهشده در این پایان نامه بر مبنای اندازه گیری کمیت های الکتریکی در پایانه ژنراتور و تشخیص خطای خروج از همگامی ژنراتور سنکرون با استفاده از روش داده کاوی استوار است که خطای مذکور را با دقت بسیار بالایی آشکارسازی می کند. روش ارائهشده در دو مرحله انجام می شود. در مرحله ی اول شاخص های مختلفی برای آشکارسازی خروج از همگامی ژنراتور سنکرون پیشنهاد شده است. در مرحله ی دوم با تولید سناریوهای مختلف نوسان توان پایدار و ناپایدار در شرایط مختلف بهره برداری، شاخص ها و ترکیب های بهینه آن ها در آشکارسازی خروج از همگامی به کمک ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی و جنگل تصادفی شناسایی می شوند. در تعریف سناریوها، شرایط محتمل بهره برداری شامل میزان تولید ژنراتورها و نیز انواع خطاهای مختلف در نظر گرفته می شود. روش پیشنهادی می تواند سناریوهای مختلفی را در مراحل یادگیری و آزمون استفاده کند. این روش می تواند بهعنوان جایگزین و یا مکمل روش های کنونی باشد که بر اساس شناسایی خروج از همگامی و دستور به خروج ژنراتور از طریق رله های حفاظتی عمل می کنند.
Text of Note
The synchronous generator is one of the most important and expensive equipment in the power system. Synchronous generators are exposed to various electrical faults that may not maintain their optimal performance if these faults are not detected in time. In power systems, the ability of synchronous machines to maintain synchronism in the event of an intense electrical fault, such as a three-phase short circuit fault, is called the transient stability of the rotor angle. Synchronous generator loses synchronism with the network for various reasons such as three-phase short-circuits with high continuity time, disconnect and reconnect lines, Sudden changes of load and the sudden outage of other generators. Following intense faults, such as three-phase short circuits, create the conditions to loss of synchronism. Therefore, identifying and predicting out-of-step conditions can be helpful in maintaining the proper performance of the machine. The purpose of this thesis is to provide an efficient data mining algorithm for detecting out-of-step conditions in synchronous generators. The presented method is implemented in two steps. In the first step, various indicators are proposed to detect the loss of synchronism. In the second step, by producing different scenarios of stable and unstable power swings in different operational conditions, indicators and their optimal combinations in detecting out-of-step with the help of support vector machine and neural network and random forest. The proposed method can use different scenarios in the learning and testing steps. This method can be an alternative or complement to current methods that detect loss of synchronism.