I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài
Luận án tiến sĩ kỹ thuật điện của Trương Tuấn Anh tập trung vào phương pháp xác định vị trí sự cố trên đường dây tải điện sử dụng mạng nơron MLP. Đường dây truyền tải điện đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện, nhưng thường xuyên gặp các sự cố như ngắn mạch, đứt dây, hoặc chạm đất. Việc xác định chính xác vị trí sự cố giúp giảm thiểu thời gian khắc phục, nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Hiện nay, các phương pháp truyền thống như sử dụng rơle khoảng cách có độ chính xác hạn chế, thường dao động từ 1 đến 5%. Do đó, nghiên cứu này đề xuất một phương pháp mới dựa trên mạng nơron MLP để cải thiện độ chính xác trong việc xác định vị trí sự cố.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận án là phát triển một phương pháp xác định vị trí sự cố trên đường dây tải điện bằng cách sử dụng mạng nơron MLP. Phương pháp này không chỉ ước lượng vị trí sự cố mà còn xác định dạng sự cố và giá trị điện trở sự cố với độ chính xác cao. Luận án đề xuất sử dụng các tín hiệu dòng điện và điện áp đo được ở đầu đường dây để phân tích và xác định sự cố thông qua ba bước chính: phát hiện thời điểm sự cố, tính toán các đặc trưng tín hiệu, và ước lượng vị trí sự cố bằng mạng nơron MLP.
II. Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng
Luận án sử dụng mạng nơron MLP làm công cụ chính để ước lượng vị trí sự cố. Phương pháp này kết hợp với các thuật toán tổng trở để tăng độ chính xác. Các tín hiệu dòng điện và điện áp được phân tích bằng phép biến đổi wavelet để phát hiện các thay đổi đột ngột, từ đó xác định thời điểm sự cố. Sau đó, các đặc trưng tín hiệu được tính toán và đưa vào mạng nơron MLP để ước lượng vị trí sự cố. Các công cụ mô phỏng như ATP/EMTP và thiết bị thí nghiệm CMC-356 được sử dụng để tạo dữ liệu và kiểm tra kết quả.
2.1. Mạng nơron MLP và ứng dụng
Mạng nơron MLP được sử dụng để xấp xỉ các hàm phi tuyến phức tạp trong việc ước lượng vị trí sự cố. Mạng này có khả năng học từ dữ liệu đầu vào và điều chỉnh các thông số để tối ưu hóa kết quả. Trong luận án, mạng MLP được huấn luyện trên các dữ liệu mô phỏng từ ATP/EMTP và kiểm tra bằng thiết bị CMC-356. Kết quả cho thấy mạng MLP có thể ước lượng vị trí sự cố với độ chính xác cao hơn so với các phương pháp truyền thống.
2.2. Phép biến đổi wavelet
Phép biến đổi wavelet được sử dụng để phân tích tín hiệu dòng điện và điện áp, giúp phát hiện các thay đổi đột ngột do sự cố gây ra. Phương pháp này cho phép xác định chính xác thời điểm sự cố, từ đó cung cấp dữ liệu đầu vào cho mạng nơron MLP. Các hàm wavelet như Daubechies được sử dụng để phân tích tín hiệu và trích xuất các đặc trưng quan trọng.
III. Kết quả và đánh giá
Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp xác định vị trí sự cố bằng mạng nơron MLP đạt độ chính xác cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Các thử nghiệm trên dữ liệu mô phỏng và thực tế đều cho thấy mạng MLP có thể ước lượng vị trí sự cố với sai số nhỏ hơn 1%. Ngoài ra, phương pháp này cũng xác định được dạng sự cố và giá trị điện trở sự cố với độ chính xác cao. Các kết quả này có ý nghĩa thực tiễn lớn, giúp cải thiện hiệu quả vận hành và bảo trì hệ thống điện.
3.1. Kết quả mô phỏng
Các kết quả mô phỏng trên ATP/EMTP cho thấy mạng MLP có thể ước lượng vị trí sự cố với độ chính xác cao. Các dạng sự cố như ngắn mạch 1 pha, 2 pha, và 3 pha đều được xác định chính xác. Các thử nghiệm với thiết bị CMC-356 cũng xác nhận tính khả thi của phương pháp trong thực tế.
3.2. Đánh giá thực tiễn
Phương pháp đề xuất có thể áp dụng trong các hệ thống điện thực tế, giúp giảm thiểu thời gian tìm kiếm và khắc phục sự cố. Điều này mang lại lợi ích kinh tế và kỹ thuật đáng kể, đặc biệt trong các hệ thống điện có quy mô lớn và phức tạp.
