ei_2005_06_s044.pdf

(6054 KB) Pobierz

automatyka

automatyka

wspomaganie podejmowania

decyzji w układach i systemach

elektroenergetycznych

z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych (część 2)

dr inż. Michał Szewczyk, dr hab. inż. Adrian Halinka – Politechnika Śląska w Gliwicach

W e współczesnej elektroenerge-

nicach częstotliwością sygnałów po-

miarowych np. rozruch częstotliwo-

ściowy) wymusza poszukiwanie no-

wych metod przetwarzania informa-

cji i podejmowania decyzji. Zastoso-

wanie w takich przypadkach syste-

mów wykorzystujących sztuczne sie-

ci neuronowe (SSN) pozwala na uak-

tywnienie szeregu podstawowych

funkcji zabezpieczeniowych, które

w tradycyjnych rozwiązaniach analo-

gowych i cyfrowych muszą być bloko-

wane. Takie podejście może poprawić

jakość i skuteczność ochrony obiektu

przed skutkami zakłóceń.

i częstotliwości na moc o zmiennych

w czasie wartościach napięcia i czę-

stotliwości. W pierwszym etapie roz-

ruchu, trwającym około 50 sekund,

pracuje tylko jeden przetwornik czę-

stotliwości. Na początku rozruchu

częstotliwość napięcia zasilającego

silnik zmienia się od wartości 0,1 Hz

do 5 Hz ze stałym przyśpieszeniem.

W drugim etapie rozruchu, o czasie

trwania około 80 sekund, pracują oba

przetworniki częstotliwości, zaś za-

kres zmian częstotliwości wynosi

od 5 do 50 Hz.

Oprócz zmieniającej się częstotli-

wości wejściowych sygnałów pomia-

rowych należy uwzględnić również

występowanie w nich wyższych har-

monicznych i to zarówno w sygnale

prądowym, jak i napięciowym. Źró-

dłem tych harmonicznych są elemen-

ty półprzewodnikowe przetwornic

częstotliwości, natomiast w warun-

kach zwarciowych nieliniowości ob-

wodów magnetycznych.

tyce pojawia się coraz więcej

obiektów o złożonej konﬁguracji,ro-

zumianej zarówno w sensie ilości

i różnorodności urządzeń elektrycz-

nych wchodzących w skład danego

obiektu, jak i liczby zróżnicowanych

konﬁguracyjnie ifunkcjonalnie try-

bów jego pracy. Z punktu widzenia

elektroenergetycznej automatyki za-

bezpieczeniowej możliwość komplek-

sowego zabezpieczenia takich obiek-

tów pociąga za sobą konieczność za-

stosowania bardzo rozbudowanych

strukturalnie adaptacyjnych syste-

mów automatyki zabezpieczeniowej.

O skuteczności takich systemów

decyduje wiele czynników. Do pod-

stawowych należy zaliczyć: możliwość

pozyskania i akwizycji dużej liczby in-

formacji (binarnych i pomiarowych)

o zabezpieczanym obiekcie, prawi-

dłową identyﬁkację aktualnego try-

bu pracy chronionego obiektu, szyb-

kość przetwarzania danych i podej-

mowania decyzji oraz zdolność ada-

ptowania swoich właściwości do ak-

tualnego stanu pracy obiektu. Nie bez

znaczenia jest również niewrażliwość

poszczególnych elementów systemu

na ogólnie pojęte „zakłócenia”.

Dla niektórych złożonych obiektów

elektroenergetycznych ilość i różno-

rodność pozyskiwanych informa-

cji, wymagana szybkość przetwarza-

nia danych, konieczność dostosowa-

nia się algorytmów pomiarowych,

jak również algorytmów realizują-

cych poszczególne funkcje zabezpie-

czeniowe do aktualnej częstotliwości

(w stanach pracy obiektu charaktery-

zujących się zmienną w szerokich gra-

ogólna koncepcja systemu

Możliwość pracy hydrozespołu od-

wracalnego w kilku zróżnicowanych

funkcjonalnie i konﬁguracyjnietrybach

pracy oraz zmienna w szerokich grani-

cach częstotliwość wejściowych sygna-

łów elektrycznych, na których bazują

układy pomiarowo-zabezpieczeniowe,

powoduje konieczność opracowania

zintegrowanego sytemu automatyki

pomiarowo-zabezpieczeniowej, umoż-

hydrozespół

jako obiekt chroniony

Na rysunku 1 przedstawiono sche-

mat poglądowy jednego z bloków

energetycznych elektrowni wodnej,

w której dla hydrozespołu odwracal-

nego przewidziano dwa rodzaje roz-

ruchu do pracy pompowej [1]:

 rozruch częstotliwościowy, po-

przez układ statycznych przetwor-

ników częstotliwości (TW – PCz),

 rozruch asynchroniczny z sieci

110 kV, przez transformator bloko-

wy (TB).

Na szczególną uwagę zasługuje

rozruch częstotliwościowy. Podsta-

wowymi elementami układu do roz-

ruchu częstotliwościowego są: trans-

formator obniżający napięcie, dwa ty-

rystorowe przetworniki częstotliwo-

ści oraz transformator podwyższa-

jący napięcie. Rozruch częstotliwo-

ściowy w tym przypadku polega na

przekształceniu pobieranej z sieci

mocy o stałych wartościach napięcia

Rys. 1 Hydrozespół odwracalny z układem rozruchu częstotliwościowego

www.elektro.info.pl

nr 6/2005

44

759738535.549.png

759738535.577.png

759738535.588.png

759738535.598.png

759738535.001.png

759738535.012.png

759738535.023.png

759738535.034.png

759738535.045.png

759738535.056.png

759738535.067.png

759738535.078.png

759738535.089.png

759738535.100.png

759738535.111.png

759738535.122.png

759738535.133.png

759738535.143.png

759738535.154.png

759738535.164.png

759738535.175.png

759738535.186.png

759738535.197.png

759738535.208.png

759738535.219.png

759738535.230.png

759738535.241.png

759738535.252.png

759738535.263.png

759738535.274.png

759738535.285.png

759738535.296.png

759738535.307.png

759738535.318.png

759738535.329.png

759738535.340.png

759738535.351.png

759738535.362.png

759738535.373.png

759738535.384.png

759738535.395.png

759738535.406.png

759738535.417.png

759738535.428.png

759738535.439.png

759738535.450.png

759738535.461.png

759738535.472.png

759738535.483.png

759738535.494.png

759738535.505.png

759738535.516.png

759738535.527.png

759738535.538.png

759738535.550.png

759738535.561.png

759738535.569.png

759738535.570.png

759738535.571.png

759738535.572.png

759738535.573.png

759738535.574.png

759738535.575.png

759738535.576.png

759738535.578.png

759738535.579.png

759738535.580.png

759738535.581.png

759738535.582.png

759738535.583.png

759738535.584.png

759738535.585.png

759738535.586.png

759738535.587.png

759738535.589.png

759738535.590.png

759738535.591.png

759738535.592.png

759738535.593.png

759738535.594.png

nych modułów. Integralną częścią zin-

tegrowanego systemu zarządzania jest

układ identyﬁkacjiaktualnegotrybu

pracy, działający na podstawie trzech

modułów podstawowych (ID1, ID2,

ID3) i jednego modułu nadrzędnego

(GID) realizujących funkcje kryterium

struktury. Szybka analiza informacji

o zagrożeniach i zakłóceniach w ob-

rębie obiektu chronionego dokony-

wana jest w czterech modułach pod-

stawowych (FID-M1, FID-M2, FID-TB

oraz FID-TR), a następnie w modu-

le nadrzędnym (FID-GNet), realizu-

jących kryterium prewencyjno-re-

stytucyjne.

Zaproponowany zintegrowany sys-

tem zarządzania funkcjami pomiaro-

wymi, zabezpieczeniowymi i sterują-

cymi ze względu na złożoność obiek-

tu został zdecentralizowany na mo-

duły przypisane poszczególnym ele-

mentom obiektu. Decentralizacja pra-

cy systemu zabezpieczeniowego na

poszczególne moduły pozwala na roz-

bicie funkcji realizujących poszcze-

gólne kryteria, zwiększając liczbę ko-

niecznych procesorów, lecz wydatnie

zmniejszając stopień ich obciążenia

i czas koniecznych reakcji całego sys-

temu na zmiany zachodzące w zabez-

pieczanym obiekcie.

Zbliżenie się modułów „dedyko-

wanych” do wyróżnionych elemen-

tów chronionego obiektu zwiększa

pewność i niezawodność akwizycji

informacji; pomiędzy poszczególny-

mi modułami wymieniane są infor-

macje już przetworzone, np. identy-

ﬁkacjatrybupracyelementuobiektu

chronionego, pozwalająca na zasa-

dzie przewidywań na wstępną ana-

lizę trybu pracy całego obiektu za-

bezpieczanego. Zmniejszenie liczby

operacji realizowanych przez proce-

sory uzyskuje się również poprzez

podział identyﬁkowanych trybów

pracy na grupy i podgrupy aktyw-

nych zabezpieczeń. W zależności

od stopnia złożoności danego try-

bu pracy istnieje możliwość podzia-

łu danej grupy funkcji zabezpiecze-

niowych, np. poprzez blok aktywa-

cji na podprzedziały deﬁniowanena

poziomie wypracowywania decyzji

logicznych („kryterium struktury” –

– identyﬁkacja),jakirealizacjiokre-

ślonych funkcji zabezpieczeniowych

za pomocą programowalnego planu

funkcyjnego.

Rys. 2 Ogólna struktura zintegrowanego systemu zarządzania funkcjami pomia-

rowymi i zabezpieczeniowymi hydrozespołu odwracalnego: ID1, ID2, ID3,

GID – moduły decyzyjne realizujące kryterium struktury, SA-I – moduł de-

cyzyjny; Z11, Z12, Z13, Z13R, Z14, Z14R – moduły wykonawcze realizują-

ce kryterium zabezpieczeniowe i adaptacyjne, FID-M1, FID-M2, FID-TB,

FID-TR, FID-GNet – moduły decyzyjne realizujące kryterium prewencyj-

no-restytucyjne

liwiającego ochronę tego typu obiektów

przed skutkami zakłóceń. Wykorzysta-

nie zalet, jakie oferuje technika cyfro-

wa, pozwala na sformułowanie kon-

cepcji cyfrowych systemów zabezpie-

czeniowych dedykowanych złożonym

obiektom elektroenergetycznym. Sys-

temy te powinny charakteryzować się

przede wszystkim [2]:

 możliwością prawidłowej iden-

tyﬁkacji aktualnego trybu pracy

obiektu – realizacja „kryterium

struktury”,

 zapewnieniem dużej dokładności

i szybkości algorytmów zabezpie-

czeniowych zarówno we wszyst-

kich stanach pracy zabezpiecza-

nego obiektu, jak i przy zmienia-

jącej się w szerokich granicach

częstotliwości wejściowych sy-

gnałów pomiarowych - realizacja

„kryterium zabezpieczeniowego”,

 adaptacją parametrów funkcji po-

miarowych i zabezpieczeniowych

w modułach wykonawczych syste-

mu zabezpieczeniowego do zmie-

niających się warunków i trybów

pracy chronionego obiektu – reali-

zacja „kryterium adaptacyjnego”,

 szybką analizą informacji o zagro-

żeniach i zakłóceniach dla celów

automatyki prewencyjno-restytu-

cyjnej – realizacja kryterium „pre-

wencyjno-restytucyjnego”.

Dla przyjętej struktury obiektu

chronionego (rys. 1) zaproponowany

został zintegrowany system zarządza-

nia funkcjami pomiarowymi, zabez-

pieczeniowymi i sterującymi, wyko-

rzystujący opisane wyżej „kryteria”.

System jest złożony z siedmiu bloków

funkcjonalnych, a każdy z nich reali-

zuje – w sensie wykonawczym – funk-

cje decyzyjne kryterium zabezpiecze-

niowego oraz kryterium adaptacyjne-

go. Jako moduły wykonawcze realizu-

jące te kryteria wykorzystano cyfro-

we zabezpieczenia o otwartej struktu-

rze konﬁguracyjnej,wyposażonestan-

dardowo w dziewięć wejściowych ka-

nałów pomiarowych (Z11, Z12, Z13,

Z13R, Z14, Z14R). Na rysunku 2 zazna-

czono dodatkowo punkty pomiaru sy-

gnałów wejściowych dla poszczegól-

Rys. 3 Obszary pozyskiwania informacji poszczególnych modułów układu identy-

ﬁkującegoaktualnytrybpracyhydrozespołuodwracalnego,opartychna

sztucznych sieciach neuronowych

nr 6/2005

www.elektro.info.pl

45

759738535.595.png

759738535.596.png

759738535.597.png

759738535.599.png

759738535.600.png

759738535.601.png

759738535.602.png

759738535.603.png

759738535.604.png

759738535.605.png

759738535.606.png

759738535.607.png

759738535.608.png

759738535.002.png

759738535.003.png

759738535.004.png

759738535.005.png

759738535.006.png

759738535.007.png

759738535.008.png

759738535.009.png

759738535.010.png

759738535.011.png

759738535.013.png

759738535.014.png

759738535.015.png

759738535.016.png

759738535.017.png

759738535.018.png

759738535.019.png

759738535.020.png

759738535.021.png

759738535.022.png

759738535.024.png

759738535.025.png

759738535.026.png

759738535.027.png

759738535.028.png

759738535.029.png

759738535.030.png

759738535.031.png

759738535.032.png

759738535.033.png

759738535.035.png

759738535.036.png

759738535.037.png

759738535.038.png

759738535.039.png

759738535.040.png

759738535.041.png

759738535.042.png

759738535.043.png

759738535.044.png

759738535.046.png

759738535.047.png

759738535.048.png

759738535.049.png

759738535.050.png

759738535.051.png

759738535.052.png

759738535.053.png

759738535.054.png

759738535.055.png

759738535.057.png

759738535.058.png

759738535.059.png

759738535.060.png

759738535.061.png

759738535.062.png

759738535.063.png

759738535.064.png

759738535.065.png

759738535.066.png

759738535.068.png

759738535.069.png

759738535.070.png

759738535.071.png

759738535.072.png

759738535.073.png

759738535.074.png

759738535.075.png

759738535.076.png

759738535.077.png

759738535.079.png

759738535.080.png

759738535.081.png

759738535.082.png

759738535.083.png

759738535.084.png

759738535.085.png

759738535.086.png

759738535.087.png

759738535.088.png

759738535.090.png

759738535.091.png

759738535.092.png

759738535.093.png

759738535.094.png

759738535.095.png

759738535.096.png

759738535.097.png

759738535.098.png

759738535.099.png

759738535.101.png

759738535.102.png

759738535.103.png

759738535.104.png

759738535.105.png

759738535.106.png

759738535.107.png

759738535.108.png

759738535.109.png

759738535.110.png

759738535.112.png

759738535.113.png

759738535.114.png

759738535.115.png

759738535.116.png

759738535.117.png

759738535.118.png

759738535.119.png

759738535.120.png

759738535.121.png

759738535.123.png

759738535.124.png

759738535.125.png

759738535.126.png

759738535.127.png

759738535.128.png

759738535.129.png

759738535.130.png

759738535.131.png

759738535.132.png

759738535.134.png

759738535.135.png

automatyka

a)

b)

c)

Rys. 4 Zmiana wartości błędu procesu uczenia w zależności od liczby powtórzeń poszczególnych wektorów wejściowych na wejścia sieci neuronowej realizującej funkcje

modułu 1 układu ID: a) pierwsza konﬁguracjasiecineuronowej,siećnieodpowiadapoprawnienawszystkiesygnałyzbazytestującej, b) druga konﬁguracjasiecineu-

ronowej, sieć nie odpowiada poprawnie na wszystkie sygnały z bazy testującej, c) trzecia konﬁguracjasiecineuronowej,siećodpowiadapoprawnienawszystkiesy-

gnały z bazy testującej

możliwości realizacji

kryterium rozpoznania

aktualnego trybu pracy

hydrozespołu

 wykorzystując kodowane binar-

nie*) wyniki pracy algorytmów

pomiarowych, np. pomiaru na-

pięcia, pomiaru aktualnej czę-

stotliwości (w charakterystycz-

nych punktach obiektu),

 poprzez wymianę informacji lo-

gicznych pomiędzy modułami

wchodzącymi w skład systemu

zabezpieczeniowego. Obiekt za-

bezpieczany został podzielony na

kilka „układów elementarnych”,

w skład których wchodzi jedno

urządzenie lub grupa urządzeń

(np. układ maszyny synchronicz-

nej, układ transformatora bloko-

wego). Każdy moduł identyﬁkuje

poprzez logiczną lub logiczno-po-

miarową informację o stanach po-

łożenia łączników aktualną konﬁ-

gurację najbliższego mu „układu

elementarnego” obiektu chronio-

nego; pozwala to na podział iden-

tyﬁkacjitrybupracycałegoobiek-

tu na poszczególne moduły funk-

cyjne, które w zależności od po-

trzeb wymieniają pomiędzy sobą

informacje.

Zaproponowany układ identyﬁ-

kacji aktualnego trybu pracy hydro-

zespołu (ID) wykorzystuje struktu-

ry sztucznych sieci neuronowych.

Chroniony obiekt przedstawiony

na rysunku 3 został podzielony na

fragmenty, dla których zdeﬁniowanie

zostały trzy moduły oparte na SSN,

identyﬁkującewstępnieglobalnytryb

pracy obiektu na podstawie trybów

pracy jego fragmentów:

 moduł dedykowany transforma-

torowi blokowemu,

 moduł dedykowany układowi roz-

ruchowemu,

 moduł dedykowany maszynie

synchronicznej wraz z układem

wzbudzenia.

Jako sygnały wejściowe wykorzy-

stano sygnały binarne i analogowe

(kodowane binarnie). W celu zwięk-

szenia pewności generowanych decy-

zji poszczególne moduły układu wy-

mieniają informacje pomiędzy sobą,

a z wypracowywanych przez nie de-

cyzji korzysta również moduł nad-

rzędny GID, identyﬁkującyaktualny

tryb pracy hydrozespołu.

Dla przyjętego obiektu chronionego

i struktury układu identyﬁkacjiaktu-

alnego trybu pracy opracowano bazę

wiedzy uczącej uwzględniającą binarne

sygnały o stanie położenia łączników

oraz kodowane binarnie sygnały ana-

logowe niosące informacje o poziomie

napięcia w wybranych punktach syste-

mu (U1÷U4) oraz aktualnej częstotliwo-

ści sygnałów pomiarowych. Informa-

cja o stanie położenia głównych łączni-

ków pochodząca z ich styków pomoc-

niczych pobierana jest zarówno ze sty-

Dla zapewnienia prawidłowej pra-

cy systemu zabezpieczeniowego pod-

stawowym warunkiem jest prawi-

dłowa identyﬁkacja aktualnego try-

bu pracy zabezpieczanego obiektu na

podstawie informacji dostarczanych

do systemu (kryterium struktury).

Przewidziano trzy podstawowe gru-

py pozyskiwania informacji dla ce-

lów identyﬁkacyjnych:

 za pomocą wejść logicznych od-

wzorowujących położenie wyłącz-

ników, odłączników i rozłączni-

ków w obrębie chronionego obiek-

tu w ilości pozwalającej na jedno-

znaczne określenie aktualnej kon-

ﬁguracjiukładówpodstawowych,

jak i całego obiektu,

reklama

www.elektro.info.pl

nr 6/2005

46

759738535.136.png

759738535.137.png

759738535.138.png

759738535.139.png

759738535.140.png

759738535.141.png

759738535.142.png

759738535.144.png

759738535.145.png

759738535.146.png

759738535.147.png

759738535.148.png

759738535.149.png

759738535.150.png

759738535.151.png

759738535.152.png

759738535.153.png

759738535.155.png

759738535.156.png

759738535.157.png

ku pomocniczego łącznika normalnie

zamkniętego, jak i otwartego.

Całość stworzonej bazy uwzględnia

wszystkie założone technologicznie

i strukturalnie tryby pracy takiego

obiektu. W bazie zostały uwzględnio-

ne również wybrane przypadki poja-

wienia się na wejściach układu infor-

macji błędnych, brakujących lub nie-

komplementarnych (niekomplemen-

tarność występuje na przykład wte-

dy, gdy jednocześnie ze styku pomoc-

niczego łącznika normalnie otwarte-

go i zamkniętego dostajemy ten sam

– co do wartości – sygnał binarny, co

wskazywałoby, że łącznik ten jest jed-

nocześnie otwarty i zamknięty).

Dla założonej struktury układu ID

przeprowadzono proces uczenia, te-

stowania i optymalizacji przy speł-

nieniu wcześniej opisanych wyma-

gań. Rysunki 4a , 4b i 4c przedsta-

wiają zmianę wartości błędu proce-

su uczenia w zależności od ilości po-

wtórzeń danego wektora wejściowe-

go na wejście sieci dla modułu 1 ukła-

du ID przy trzech konﬁguracjachsie-

ci neuronowych realizujących funk-

cje tego modułu:

 konﬁguracja1 : 8 neuronów w war-

stwie wejściowej, 6 w warstwie

ukrytej, 6 w warstwie wyjściowej;

nieliniowa funkcja aktywacji neuro-

nów w warstwie wejściowej i ukry-

tej: tansig, liniowa funkcja aktywa-

cji w warstwie wyjściowej: purelin,

 konﬁguracja 2 : 10 neuronów

w warstwie wejściowej, 8 w war-

stwie ukrytej, 6 w warstwie wyj-

ściowej; nieliniowa funkcja akty-

wacji neuronów w warstwie wej-

ściowej i ukrytej: tansig, linio-

wa funkcja aktywacji w warstwie

wyjściowej: purelin,

 konﬁguracja 3 : 15 neuronów

w warstwie wejściowej, 10 w war-

stwie ukrytej, 6 w warstwie wyj-

ściowej; nieliniowa funkcja akty-

wacji neuronów w warstwie wej-

ściowej i ukrytej: tansig, linio-

wa funkcja aktywacji w warstwie

wyjściowej: purelin.

Z kolei na rysunkach 5a , b , c przed-

stawiono przykładowe wyniki symu-

lacji działania układu identyﬁkacji:

a) praca generatorowa. Błędna infor-

macja o stanie położenia wyłącz-

nika W2. Mimo błędu identyﬁka-

cji modułu 3 (wejście 5) identyﬁ-

kacja globalna prawidłowa,

b) praca generatorowa. Błędna infor-

macja o stanie położenia odłącz-

nika Od2. Mimo błędu identyﬁka-

cji modułu 1 (wejście 5) identyﬁ-

kacja globalna prawidłowa.

c) praca generatorowa. Błędna in-

formacja o poziomie napięcia

w punkcie U1. Wynik identyﬁka-

cji globalnej: błąd identyﬁkacji.

a)

b)

adaptacyjny system

zabezpieczeniowy

(APS) wykorzystujący

struktury SSN

c)

Złożoność strukturalna i funk-

cjonalna węzła wytwórczego w po-

staci elektrowni wodnej wyposażo-

nej w hydrozespoły odwracalne po-

woduje konieczność zmian parame-

trów niektórych aktywnych funkcji

pomiarowych i zabezpieczeniowych

lub wręcz konieczność rekonﬁgura-

cji całych zestawów zabezpieczenio-

wych. Jest to spowodowane dwiema

zasadniczymi przyczynami:

 zmianą powiązań elektrycznych

pomiędzy urządzeniami lub ukła-

dami wchodzącymi w skład dane-

go bloku lub całego węzła wytwór-

czego. Konsekwencją tego jest naj-

częściej zmiana wartości prądów

zwarciowych, co wymusza koniecz-

ność dostosowania wartości wiel-

kości kryterialnych większości al-

gorytmów zabezpieczeniowych do

aktualnej topologii układu dla za-

chowania ich odpowiedniej czuło-

ści i selektywności działania,

 zmianą trybu pracy poszczegól-

nych elementów składowych lub

całego węzła wytwórczego. Konse-

kwencją takiej sytuacji może być

między innymi zmiana częstotli-

wości (w zakresie 0÷50 Hz) wej-

ściowych sygnałów pomiarowych

– głównie prądów i napięć, co po-

ciąga za sobą konieczność dosto-

sowania parametrów algorytmów

pomiarowych i zabezpieczenio-

Rys. 5 Wynik identyﬁkacjimodułuGIDdlasygnałówspozabazyuczącej(aib)oraz

przewidzianych w trakcie procesu uczenia (c)

wych, określonych dla częstotli-

wości 50 Hz, do aktualnej często-

tliwości sygnałów pomiarowych.

Dostosowanie tych parametrów

może skutkować: zmianą war-

tości progowych jednokryterial-

nych algorytmów zabezpieczenio-

wych w określonych przedziałach

częstotliwości sygnałów wejścio-

wych lub nadążną zmianą warto-

ści charakterystyk rozruchowych

i / lub stref pomiarowych algoryt-

mów złożonych lub wielokryte-

rialnych, np. różnicowych, impe-

dancyjnych, itp.

Zapewnienie prawidłowej pracy al-

gorytmów zabezpieczeniowych i po-

miarowych we wszystkich możliwych

stanach pracy obiektu zabezpiecza-

nego wymusza stosowanie w zinte-

growanym systemie automatyki za-

bezpieczeniowej właściwej struktu-

ry podsystemu realizującego kryte-

rium adaptacyjne i zabezpieczeniowe,

gwarantującego odpowiednie dosto-

sowanie właściwości i parametrów

reklama

nr 6/2005

www.elektro.info.pl

47

759738535.158.png

759738535.159.png

759738535.160.png

759738535.161.png

759738535.162.png

759738535.163.png

759738535.165.png

759738535.166.png

759738535.167.png

759738535.168.png

759738535.169.png

759738535.170.png

759738535.171.png

759738535.172.png

759738535.173.png

759738535.174.png

759738535.176.png

759738535.177.png

759738535.178.png

759738535.179.png

759738535.180.png

759738535.181.png

759738535.182.png

759738535.183.png

759738535.184.png

759738535.185.png

759738535.187.png

759738535.188.png

759738535.189.png

759738535.190.png

759738535.191.png

759738535.192.png

759738535.193.png

759738535.194.png

759738535.195.png

759738535.196.png

759738535.198.png

759738535.199.png

759738535.200.png

759738535.201.png

759738535.202.png

759738535.203.png

759738535.204.png

759738535.205.png

759738535.206.png

759738535.207.png

759738535.209.png

759738535.210.png

759738535.211.png

759738535.212.png

759738535.213.png

759738535.214.png

759738535.215.png

759738535.216.png

759738535.217.png

759738535.218.png

759738535.220.png

759738535.221.png

759738535.222.png

759738535.223.png

759738535.224.png

759738535.225.png

759738535.226.png

759738535.227.png

759738535.228.png

759738535.229.png

759738535.231.png

759738535.232.png

759738535.233.png

759738535.234.png

759738535.235.png

759738535.236.png

759738535.237.png

759738535.238.png

759738535.239.png

759738535.240.png

759738535.242.png

759738535.243.png

759738535.244.png

759738535.245.png

759738535.246.png

759738535.247.png

759738535.248.png

759738535.249.png

759738535.250.png

759738535.251.png

759738535.253.png

759738535.254.png

759738535.255.png

759738535.256.png

759738535.257.png

759738535.258.png

759738535.259.png

759738535.260.png

759738535.261.png

759738535.262.png

759738535.264.png

759738535.265.png

759738535.266.png

759738535.267.png

759738535.268.png

759738535.269.png

759738535.270.png

759738535.271.png

759738535.272.png

759738535.273.png

759738535.275.png

759738535.276.png

759738535.277.png

759738535.278.png

759738535.279.png

759738535.280.png

759738535.281.png

759738535.282.png

759738535.283.png

759738535.284.png

759738535.286.png

759738535.287.png

759738535.288.png

759738535.289.png

759738535.290.png

759738535.291.png

759738535.292.png

759738535.293.png

759738535.294.png

759738535.295.png

759738535.297.png

759738535.298.png

759738535.299.png

759738535.300.png

759738535.301.png

759738535.302.png

759738535.303.png

759738535.304.png

759738535.305.png

759738535.306.png

759738535.308.png

759738535.309.png

759738535.310.png

759738535.311.png

759738535.312.png

759738535.313.png

759738535.314.png

759738535.315.png

759738535.316.png

759738535.317.png

759738535.319.png

759738535.320.png

759738535.321.png

759738535.322.png

759738535.323.png

759738535.324.png

759738535.325.png

759738535.326.png

759738535.327.png

759738535.328.png

759738535.330.png

759738535.331.png

759738535.332.png

759738535.333.png

759738535.334.png

759738535.335.png

759738535.336.png

759738535.337.png

759738535.338.png

759738535.339.png

759738535.341.png

759738535.342.png

759738535.343.png

759738535.344.png

759738535.345.png

759738535.346.png

759738535.347.png

759738535.348.png

759738535.349.png

759738535.350.png

759738535.352.png

759738535.353.png

759738535.354.png

759738535.355.png

759738535.356.png

759738535.357.png

759738535.358.png

759738535.359.png

759738535.360.png

759738535.361.png

759738535.363.png

759738535.364.png

759738535.365.png

759738535.366.png

759738535.367.png

759738535.368.png

759738535.369.png

759738535.370.png

759738535.371.png

759738535.372.png

759738535.374.png

759738535.375.png

759738535.376.png

759738535.377.png

759738535.378.png

759738535.379.png

759738535.380.png

759738535.381.png

759738535.382.png

759738535.383.png

759738535.385.png

759738535.386.png

759738535.387.png

759738535.388.png

759738535.389.png

759738535.390.png

759738535.391.png

759738535.392.png

759738535.393.png

759738535.394.png

759738535.396.png

759738535.397.png

759738535.398.png

759738535.399.png

759738535.400.png

759738535.401.png

759738535.402.png

759738535.403.png

759738535.404.png

759738535.405.png

759738535.407.png

759738535.408.png

759738535.409.png

759738535.410.png

759738535.411.png

759738535.412.png

759738535.413.png

759738535.414.png

759738535.415.png

759738535.416.png

759738535.418.png

759738535.419.png

759738535.420.png

759738535.421.png

759738535.422.png

759738535.423.png

759738535.424.png

759738535.425.png

759738535.426.png

759738535.427.png

759738535.429.png

759738535.430.png

759738535.431.png

759738535.432.png

759738535.433.png

759738535.434.png

759738535.435.png

759738535.436.png

759738535.437.png

759738535.438.png

759738535.440.png

759738535.441.png

759738535.442.png

automatyka

algorytmów pomiarowych i zabez-

pieczeniowych do zmieniających się

warunków i trybów pracy węzła wy-

twórczego. Przyjęta struktura rozpro-

szona zintegrowanego systemu zarzą-

dzania oraz idąca za tym dekompozy-

cja poszczególnych zadań związanych

z realizacją wymaganego zbioru ope-

racji na obiekcie, wymusza niejako

przyjęcie zdecentralizowanej struk-

tury modułów wykonawczych pod-

systemu odpowiedzialnego za reali-

zację operacji adaptacji ( moduły Z ...

na rysunku 2 ). Moduł wypracowują-

cy decyzje dla modułów wykonaw-

czych realizujących zadania adapta-

cji powinien bazować nie na infor-

macjach pochodzących bezpośrednio

z obiektu zabezpieczanego lub jego

elementów składowych, lecz na da-

nych przetworzonych uzyskiwanych

z układów pomiarowych, z układów

realizujących zadania identyﬁka-

cji oraz danych pochodzących z są-

siednich systemów zarządzania (np.

ze stacji przyelektrownianych). Gro-

madzenie odpowiednio wyselekcjo-

nowanych danych pozwala na stwo-

rzenie bazy wiedzy zapewniającej pra-

widłową pracę podsystemu realizują-

cego operację adaptacji.

Dla węzłów wytwórczych, w skład

których wchodzą hydrozespoły od-

wracalne, charakterystyczne jest wy-

Tryb pracy Moduł Z11

Moduł Z12

Moduł Z13 Moduł Z13R Moduł Z14 Moduł Z14R

1.

zestaw 1

zestaw 1

zestaw 1

zestaw 1

zestaw 1

zestaw 1

2.

zestaw 2

zestaw 2

zestaw 2

zestaw 1

zestaw 1

zestaw 1

3.

zestaw 1

zestaw 3

zestaw 3

zestaw 2

zestaw 2

zestaw 2

4.

zestaw 2

zestaw 4

zestaw 4

zestaw 2

zestaw 2

zestaw 2

5.

zestaw 1

zestaw 5

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 3

zestaw 3

6.

zestaw 2

zestaw 6

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 4

zestaw 4

7.

zestaw 1

zestaw 5

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 5

zestaw 5

8.

zestaw 2

zestaw 6

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 6

zestaw 6

9.

zestaw 1

zestaw 5

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 7

zestaw 7

10.

zestaw 2

zestaw 6

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 7

zestaw 7

11.

zestaw 1

zestaw 5

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 8

zestaw 8

12.

zestaw 2

zestaw 6

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 8

zestaw 8

13.

nieaktywny

nieaktywny

nieaktywny

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 10

14.

zestaw 3

zestaw 7

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 9

zestaw 9

15.

zestaw 4

zestaw 8

nieaktywny

nieaktywny

zestaw 10

zestaw 9

Tab. 1 Aktywny zestaw funkcji podstawowych modułów zabezpieczeniowych w zależności od aktualnego trybu pracy obiektu

stępowanie tzw. rozruchu częstotli-

wościowego, w czasie którego czę-

stotliwość wejściowych sygnałów

pomiarowych zmienia się w szero-

kim zakresie od kilku herców do

częstotliwości znamionowej. Nale-

ży zatem uwzględnić, przy określe-

niu możliwości realizacji operacji

adaptacji, algorytmy zorientowane

na zmianę wielkości kryterialnych

lub reguł decyzyjnych oraz algoryt-

my bardziej złożone, których realiza-

cja związana jest z nadążną modyﬁ-

kacją parametrów algorytmów w za-

leżności od aktualnie określonej es-

tymaty częstotliwości podstawowej

harmonicznej.

Na rysunku 6 przedstawiono wej-

ścia i wyjścia modułu decyzyjnego

SA-I adaptacyjnego systemu zabez-

pieczeniowego APS wykorzystującego

SSN, dedykowanego jednemu hydro-

zespołowi odwracalnemu. Adaptacyj-

ny system zabezpieczeniowy dedyko-

wany całej elektrowni powinien skła-

dać się z N takich modułów, gdzie N –

liczba autonomicznych struktur wcho-

dzących w skład całego węzła wytwór-

czego. Sygnały wejściowe sieci neuro-

nowej realizującej funkcje każdego mo-

dułu decyzyjnego stanowią w większo-

ści formuły logiczne określające aktual-

ne własności poszczególnych układów

elementarnych bloku energetycznego.

Ponadto wykorzystywane są również

sygnały z sąsiednich systemów (np.

informacja o mocy zwarciowej syste-

mu, informacja o pracy wyspowej wę-

zła wytwórczego) oraz sygnały z ukła-

dów realizujących operacje identyﬁka-

cji aktualnego trybu pracy hydrozespo-

łu oraz przetworzone sygnały pomiaro-

we. Poszczególne grupy sygnałów wyj-

ściowych modułu decyzyjnego stano-

wią kodowane sygnały sterujące prze-

parametryzowaniem algorytmów lub

aktywacją nowych zestawów algoryt-

mów za pomocą sześciu modułów wy-

konawczych ( Z11, Z12, Z13, Z13R, Z14,

Z14R ) stanowiących integralną część

systemu zarządzania funkcjami pomia-

rowymi i zabezpieczeniowymi hydro-

zespołu odwracalnego. Funkcje modu-

łów wykonawczych pełnią Cyfrowe Ze-

społy Automatyki Zabezpieczeniowej

(CZAZ) o tzw. otwartej konﬁguracji,

wyposażone w algorytmy pomiarowe

i zabezpieczeniowe umożliwiające:

 prawidłową estymatę aktualnej

częstotliwości sygnałów wejścio-

wych (np. wykorzystując algoryt-

my opisane w [3]),

 prawidłową estymatę wielkości

kryterialnych (napięcie, prąd, im-

pedancja, moc bierna i czynna,

itd.) przy zmieniającej się w sze-

rokim zakresie częstotliwości sy-

gnałów wejściowych [4], [5],

 nadążną zmianę parametrów algo-

rytmów złożonych lub wielokryte-

rialnych (zmiana charakterystyk

rozruchowych, stref pomiarowych

w algorytmach realizujących funk-

cje zabezpieczenia impedancyjne-

go, różnicowoprądowego, itd.) do

zmieniającej się w szerokim zakre-

sie częstotliwości,

 zdalną zmianę aktywnych funkcji

zabezpieczeniowych oraz parame-

trów tych funkcji za pomocą sy-

gnału binarnego wprowadzanego

na wejście CZAZ.

Przyjęte w zaproponowanym mo-

dule decyzyjnym kodowanie sygna-

łów wejściowych podyktowane jest mi-

nimalizacją liczby wyjść sieci neurono-

wej oraz uproszczeniem operacji stero-

wania sześcioma modułami wykonaw-

czymi. W tabeli 1 przedstawiono listę

aktywowanych przez moduł decyzyjny

zestawów funkcji zabezpieczeniowych

w zależności od aktualnego trybu pracy

obiektu chronionego.

Rys. 6 Wejścia i wyjścia modułu decyzyjnego SA-I, wchodzącego w skład adapta-

cyjnego systemu zabezpieczeń dedykowanego jednemu hydrozespołowi od-

wracalnemu

www.elektro.info.pl

nr 6/2005

48

759738535.443.png

759738535.444.png

759738535.445.png

759738535.446.png

759738535.447.png

759738535.448.png

759738535.449.png

759738535.451.png

759738535.452.png

759738535.453.png

759738535.454.png

759738535.455.png

759738535.456.png

759738535.457.png

759738535.458.png

759738535.459.png

759738535.460.png

759738535.462.png

759738535.463.png

759738535.464.png

759738535.465.png

759738535.466.png

759738535.467.png

759738535.468.png

759738535.469.png

759738535.470.png

759738535.471.png

759738535.473.png

759738535.474.png

759738535.475.png

759738535.476.png

759738535.477.png

759738535.478.png

759738535.479.png

759738535.480.png

759738535.481.png

759738535.482.png

759738535.484.png

759738535.485.png

759738535.486.png

759738535.487.png

759738535.488.png

759738535.489.png

759738535.490.png

759738535.491.png

759738535.492.png

759738535.493.png

759738535.495.png

759738535.496.png

759738535.497.png

759738535.498.png

759738535.499.png

759738535.500.png

759738535.501.png

759738535.502.png

759738535.503.png

759738535.504.png

759738535.506.png

759738535.507.png

759738535.508.png

759738535.509.png

759738535.510.png

759738535.511.png

759738535.512.png

759738535.513.png

759738535.514.png

759738535.515.png

759738535.517.png

759738535.518.png

759738535.519.png

759738535.520.png

759738535.521.png

759738535.522.png

759738535.523.png

759738535.524.png

759738535.525.png

759738535.526.png

759738535.528.png

759738535.529.png

759738535.530.png

759738535.531.png

759738535.532.png

759738535.533.png

759738535.534.png

759738535.535.png

759738535.536.png

759738535.537.png

759738535.539.png

759738535.540.png

759738535.541.png

759738535.542.png

759738535.543.png

759738535.544.png

759738535.545.png

759738535.546.png

759738535.547.png

759738535.548.png

759738535.551.png

759738535.552.png

759738535.553.png

759738535.554.png

759738535.555.png

759738535.556.png

759738535.557.png

759738535.558.png

759738535.559.png

759738535.560.png

759738535.562.png

759738535.563.png

759738535.564.png

759738535.565.png

759738535.566.png

759738535.567.png

759738535.568.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin