Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng Phương Pháp Biến Đổi Wavelet Để Xác Định Vị Trí Sự Cố Trên Đường Dây Truyền Tải

• Tác giả: Đỗ Anh Tùng
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Phan Tú
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Thiết bị, mạng và nhà máy điện
• Đề tài: Xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải sử dụng phương pháp biến đổi wavelet
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Hướng nghiên cứu của luận văn
• 1.4. Phạm vi nghiên cứu
• 1.5. Điểm mới của luận văn
• 1.6. Giá trị thực tiễn của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI WAVELET
• 2.2. Cơ sở toán học
• 2.3. Biến đổi wavelet rời rạc (Discrete Wavelet Transform-DWT)
• 2.4. Kỹ thuật phân tích đa phân giải (Multi-Resolution Analysis-MRA)
• 2.5. Biến đổi wavelet tĩnh (Stationary wavelet transform -SWT)
• 2.6. Vài nét ứng dụng trong hệ thống điện
• 2.1. Những ứng dụng chính của wavelet
• 2.2. Ứng dụng trong bảo vệ hệ thống điện
• 3. CHƯƠNG 3: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI
• 3.2. Phương pháp giải tích dựa vào phương trình Telegrapher
• 3.1. Tổng quan phương pháp
• 3.2. Ưu điểm và khuyết điểm chính của phương pháp
• 3.3. Phương pháp sử dụng thiết bị phát sóng kết hợp biến đổi wavelet
• 3.1. Tổng quan phương pháp
• 3.2. Ưu điểm và khuyết điểm chính của phương pháp
• 3.4. Phương pháp biến đổi wavelet
• 3.1. Giới thiệu phương pháp wavelet trong việc xử lý tín hiệu số
• 3.2. Phương pháp
• 3.4. Giải thích giải thuật
• 3.5. Ý nghĩa của giải thuật lọc nhiễu
• 4. CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI TRÊN KHÔNG THỰC TẾ
• 4.2. Khảo sát đường dây trên không từ bài báo IEEE
• 4.2. Kết quả mô phỏng
• 4.1. Các dạng sóng điện áp, dòng điện tại đầu phát và đầu nhận
• 4.2. So sánh kết quả điện áp đầu phát tại các vị trí khác nhau
• 4.3. Thực hiện biến đổi Wavelet
• 4.4. Minh họa kết quả tính toán
• 4.1. Xác định vị trí sự cố
• 4.2. Sai số phần trăm so với chiều dài đường dây
• 4.3. Ảnh hưởng của các vị trí ngắn mạch khác nhau
• 4.4. Ảnh hưởng của các loại ngắn mạch khác nhau
• 4.3. Khảo sát đường dây 220kV Rạch Giá-Trà Nóc
• 4.1. Lý lịch đường dây
• 4.2. Mô phỏng
• 4.3. Các thông số vận hành
• 4.4. Kết quả mô phỏng
• 4.1. Xem xét các dạng sóng điện áp, dòng điện tại đầu phát và đầu nhận
• 4.2. Điện áp đầu phát khi xảy ra sự cố ngắn mạch tại các vị trí khác nhau
• 4.3. Ảnh hưởng của các loại ngắn mạch và các vị trí ngắn mạch khác nhau
• 4.4. Ảnh hưởng của điện trở ngắn mạch khác nhau
• 4.4. Khảo sát các sự cố đã xảy ra trên đường dây 220kV Rạch giá-Trà nóc
• 4.1. Công tác ứng trực xử lý sự cố trong quản lý vận hành
• 4.2. Kết quả kiểm tra truy tìm sự cố đd 220kV Rạch giá-Trà nóc
• 4.3. Chi phí thiệt hại khi sự cố đường dây truyền tải xảy ra
• 4.4. Thông số vận hành đường dây trước thời điểm xảy ra sự cố
• 4.5. Ứng dụng phương pháp biến đổi wavelet tính tóan vị trí sự cố
• 4.6. So sánh kết quả vị trí sự cố ngắn mạch
• 4.7. So sánh kết quả khoảng trụ tương ứng vị trí sự cố ngắn mạch
• 5. CHƯƠNG 5: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ KẾT HỢP ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHÔNG VỚI CÁP NGẦM
• 5.2. Đường dây cáp ngầm từ bài báo IEEE
• 5.2. Kết quả mô phỏng
• 5.1. Các dạng sóng điện áp, dòng điện tại đầu phát và đầu nhận
• 5.2. So sánh điện áp đầu phát khi xảy ra ngắn mạch tại các vị trí khác nhau
• 5.3. Ảnh hưởng của các vị trí ngắn mạch khác nhau
• 5.3. Đường dây trên không có kết hợp với cáp ngầm 220kV Nhà Bè – Tao Đàn
• 5.1. Lý lịch đường dây
• 5.3. Các thông số vận hành
• 5.4. Kết quả mô phỏng
• 5.1. Các dạng sóng điện áp, dòng điện tại đầu phát và đầu nhận
• 5.2. So sánh kết quả điện áp tại đầu phát và đần nhận
• 5.5. Các kết quả tính toán
• 5.1. Xác định vị trí sự cố
• 5.2. Sai số phần trăm so với chiều dài đường dây
• 5.3. Ảnh hưởng của các ví trí ngắn mạch
• 5.4. Ảnh hưởng của các loại ngắn mạch khác nhau
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN
• 6.2. Hướng nghiên cứu mở rộng đề tài
• 6.3. Lời kết
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Luận Văn Thạc Sĩ Xác Định Vị Trí Sự Cố Trên Đường Dây Truyền Tải Bằng Phương Pháp Biến Đổi Wavelet

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải bằng cách sử dụng phương pháp biến đổi wavelet. Nghiên cứu này nhằm giải quyết vấn đề phát hiện và định vị sự cố điện một cách chính xác, giúp giảm thiểu thời gian gián đoạn điện và tối ưu hóa hệ thống điện. Sự cố điện trên đường dây truyền tải có thể gây ra thiệt hại lớn, đặc biệt trong các khu vực có địa hình phức tạp. Phương pháp biến đổi wavelet được áp dụng để phân tích tín hiệu sóng truyền, giúp xác định vị trí sự cố với độ chính xác cao.

1.1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

Sự cố điện trên đường dây truyền tải là một vấn đề nghiêm trọng, gây gián đoạn cung cấp điện và thiệt hại kinh tế. Việc xác định vị trí sự cố chính xác là yếu tố then chốt để khắc phục sự cố nhanh chóng. Phương pháp biến đổi wavelet được sử dụng để phân tích tín hiệu sóng truyền, giúp phát hiện và định vị sự cố với độ chính xác cao. Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng kỹ thuật wavelet để xử lý tín hiệu và tối ưu hóa quy trình định vị sự cố.

1.2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn thạc sĩ là phát triển một phương pháp hiệu quả để xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải bằng phương pháp biến đổi wavelet. Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích tín hiệu sóng truyền và áp dụng các kỹ thuật xử lý tín hiệu hiện đại. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các đường dây truyền tải trên không và kết hợp với cáp ngầm, nhằm đảm bảo tính ứng dụng thực tiễn cao.

II. Phương Pháp Biến Đổi Wavelet và Ứng Dụng

Phương pháp biến đổi wavelet là một công cụ mạnh mẽ trong việc phân tích tín hiệu, đặc biệt là các tín hiệu có tần số cao và biến đổi nhanh. Trong nghiên cứu này, kỹ thuật wavelet được sử dụng để phân tích sóng truyền phát sinh từ sự cố trên đường dây truyền tải. Phương pháp này giúp lọc nhiễu và xác định chính xác vị trí sự cố, đặc biệt trong các điều kiện địa hình phức tạp.

2.1. Cơ sở toán học của biến đổi wavelet

Biến đổi wavelet dựa trên các nguyên lý toán học phức tạp, bao gồm phân tích đa phân giải và biến đổi rời rạc. Các kỹ thuật wavelet như DWT (Discrete Wavelet Transform) và MRA (Multi-Resolution Analysis) được sử dụng để phân tích tín hiệu sóng truyền. Phương pháp này cho phép phân tách tín hiệu thành các thành phần tần số khác nhau, giúp xác định vị trí sự cố một cách chính xác.

2.2. Ứng dụng trong hệ thống điện

Phương pháp biến đổi wavelet được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống điện, đặc biệt trong việc bảo vệ và định vị sự cố. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng công nghệ wavelet để phân tích tín hiệu sóng truyền, giúp phát hiện và xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải. Phương pháp này mang lại độ chính xác cao và khả năng ứng dụng thực tiễn trong quản lý vận hành hệ thống điện.

III. Phương Pháp Xác Định Vị Trí Sự Cố

Nghiên cứu này đề xuất các phương pháp xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải, bao gồm phương pháp dựa trên đo trở kháng và phương pháp dựa trên sóng truyền. Phương pháp biến đổi wavelet được sử dụng để phân tích tín hiệu sóng truyền, giúp tăng độ chính xác trong việc định vị sự cố. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy hiệu quả vượt trội của phương pháp này so với các phương pháp truyền thống.

3.1. Phương pháp dựa trên đo trở kháng

Phương pháp này dựa trên việc đo trở kháng sau khi xảy ra sự cố. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là dễ bị ảnh hưởng bởi sai số thiết bị đo và các yếu tố môi trường. Phương pháp biến đổi wavelet được đề xuất để khắc phục các hạn chế này, giúp tăng độ chính xác trong việc định vị sự cố.

3.2. Phương pháp dựa trên sóng truyền

Phương pháp này sử dụng sóng truyền phát sinh từ sự cố để xác định vị trí. Phương pháp biến đổi wavelet được áp dụng để phân tích tín hiệu sóng truyền, giúp lọc nhiễu và xác định chính xác vị trí sự cố. Phương pháp này mang lại độ chính xác cao và khả năng ứng dụng thực tiễn trong quản lý vận hành hệ thống điện.

IV. Kết Quả và Ứng Dụng Thực Tiễn

Nghiên cứu đã đưa ra các kết quả mô phỏng và thực nghiệm chứng minh hiệu quả của phương pháp biến đổi wavelet trong việc xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải. Phương pháp này giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm sự cố và tối ưu hóa quy trình khắc phục sự cố. Các kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, đặc biệt trong việc quản lý và vận hành hệ thống điện tại các khu vực có địa hình phức tạp.

4.1. Kết quả mô phỏng

Các kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp biến đổi wavelet mang lại độ chính xác cao trong việc xác định vị trí sự cố. Phương pháp này giúp lọc nhiễu và phân tích tín hiệu sóng truyền một cách hiệu quả, đặc biệt trong các điều kiện địa hình phức tạp. Các kết quả này khẳng định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp trong thực tế.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc quản lý và vận hành hệ thống điện. Phương pháp biến đổi wavelet giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm sự cố và tối ưu hóa quy trình khắc phục sự cố. Các kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng rộng rãi trong các công ty truyền tải điện, đặc biệt tại các khu vực có địa hình phức tạp.