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PublicouMariana Pontes Alterado mais de 11 anos atrás
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Estimação da Seção em Falta em Sistemas Elétricos de Potência via Redes Neurais e Sistemas Especialistas Realizada em Nível de Centro de Controle Ghendy C. Junior (doutorando) Jacqueline G. Rolim (orientadora) Hans H. Zürn (co-orientador) Universidade Federal de Santa Catarina Programa de Pós-Graduação em Eng. Elétrica Grupo de Sistemas de Potência
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Objetivo Desenvolvimento de uma ferramenta computacional de apoio à operação em tempo real de sistemas de energia elétrica, visando estimar o componente em falta com base nos alarmes de disparo de relés e disjuntores. Labspot
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Descrição do problema SITUAÇÃO: Antes da falta Labspot
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SITUAÇÃO: Pós falta Alarmes: B1m L2Rs L4Rs : CB4 CB5 CB7 CB9 CB12 CB27 Descrição do problema (continuação) Labspot
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Descrição do problema (continuação) Prioridade Restaurar o sistema Antes de Restaurar: identificar o(s) componente(es) que estão em falta; hipóteses: B1, B2, L2, L4; B1 e B2; B1 e L2; B1 e L4; B2 e L2; B2 e L4, L2 e L4; B1 e B2 e L2; B1 e B2 e L4; B1 e B2 e L2 e L4; nenhum. efetuar manobras para isolar o componente com defeito; restaurar as partes do sistema atingidas pela falta, mas não estão em falta; deslocar as equipes de manutenção para que o defeito possa ser corrigido; finalmente, restaurar a(as) parte(es) onde ocorreu o defeito. Labspot
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Benefícios A redução de sobrecarga do operador, por excesso de alarmes, informações e restrições; Prevenção de erros humanos; Mais segurança e agilidade nas decisões operativas; Agilizar o processo de restauração do sistema elétrico. Labspot
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Problemas envolvidos Falha do relé ou disjuntor e faltas múltiplas; Aquisição de dados corrompidos; Falha no sistema de transmissão de dados; Perda de informações; Subestações que não possuam registro de seqüência de eventos; Dificuldade em simular eventos raros. Labspot
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Definição do problema A estimação do componente elétrico em falta é definida como um problema de tomada de decisão, onde várias hipóteses (seções em falta), previamente formuladas, competem entre si, cabendo ao operador ou à ferramenta computacional de apoio, selecionar a mais plausível. (PARK et al., 1999) Labspot
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Métodos de solução A automatização da análise da operação de disjuntores e relés tem sido motivo de pesquisa desde 1969. (DYLIACCO & KRAYNAK, 1969) A utilização de técnicas de inteligência artificial (IA) a este tipo de problema teve início no final dos anos 70. (SAKAGUCHI & MATSUMOTO, 1983) Labspot
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Sistemas especialistas Sistemas especialistas (SE´s) são programas de computador que utilizam métodos de conhecimento ou inferência, para resolver problemas que são suficientemente complexos e exigem significativa capacitação humana na sua solução. Labspot
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Limitações Incapacidade de generalização; Dificuldade na manutenção das regras; Sistemas especialistas não devem conter informações completas, esgotamento de todas as possibilidades; Nem mesmo um engenheiro experiente detém conhecimento sobre todos os tipos de faltas possíveis. Labspot
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Redes Neurais Pode-se dizer que redes neurais artificiais consistem em um modo de abordar a solução de problemas de inteligência artificial, onde procura-se construir um computador que tenha circuitos modelando os circuitos cerebrais. Labspot
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Problemas a serem considerados Uma única rede para todo o sistema considera uma topologia fixa, e necessita ser re-treinada após cada mudança topológica, tornando-se inviável. Obtenção de modelos mais aceitáveis força uma redução na dimensão da rede; Labspot
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Problemas a serem considerados Necessidade de um algoritmo de treinamento que apresente boas características de convergência. Dados históricos contendo informações sobre faltas seriam o ideal para se treinar a rede. Labspot
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Metodologia proposta Ativar os modelos neurais de acordo com os alarmes recebidos; Conectar os módulos neurais com o auxílio de um sistema especialista; Tratar das informações de falta externa resultantes dos modelos neurais. Labspot
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ALARMES (0 ou 1) (relés e disjuntores para cada equipamento elétrico). SF = nº total de equipamentos ATIVAÇÃO DOS MODELOS NEURAIS (linhas, barras e transformadores) DETERMINAÇÃO DA ÁREA DESLIGADADESLIGADA (Topologia da rede desligada) ANÁLISE DAS INFORMAÇÕES DE FALTA EXTERNA EXTERNA RESULTADOS sf=sf+1 sf = SF s n
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Redes GRNN A rede GRNN (SPECHT, 1991) é uma variação da rede de base radial que apresenta grande capacidade de generalização utilizada principalmente para aproximar funções. Labspot
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Redes GRNN Labspot
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Característica Previsão, modelagem, mapeamento, interpolação ou controle; O processo de aprendizado ocorre em um único passo; Apresenta um resultado satisfatório mesmo com poucos exemplos. Labspot
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Característica O resultado é limitado pelo valor numérico mínimo e máximo das observações. Não converge a um mínimo local da função utilizada como critério de erro. Labspot
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Característica A principal desvantagem - requer substancial esforço computacional para avaliar novos pontos, quando o conjunto de exemplos utilizados durante o treinamento for muito grande. Labspot
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Proteção do autotransformador (525/230 kV) Labspot
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Modelo Neural do autotransformador Labspot
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Determinação da área desligada 1.Identificar a configuração da rede em estado de operação normal (condições pré-falta); 2.Determinar a configuração pós-falta do subsistema intacto a partir dos estados de disjuntores; 3.Determinar o subsistema desligado comparando as configurações obtidas em 1 e 2. Os elementos desligados são aqueles presentes em 1 e ausentes em 2. Labspot
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Análise das informações de F_EXT Labspot Teoria da tomada de decisão multi-objetivo. D = O 1 O 2... O r D (a) = min[ O1 (a), O2 (a),..., Or (a)] D (a * ) = max ( D (a))
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Análise das informações de F_EXT Labspot
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Alarmes observadosResultado Redes F. N.F E.S E.R F.I L_JB-BL L_PA-BL L1_JV-BL L2_JV-BL 0.01 0.01 0.00 0.97 0.00 0.01 0.01 0.97 0.00 0.00 Lista de SuspeitosF_EXT BL230P2 BL230P1 L_JB-BL L_PA-BL L1_JV-BL L2_JV-BL BLTF01 BLTF02 BLTF03 BLTF04 BLA138 0.75 0.50 0.25
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Conclusões capacidade de generalização e supressão de ruído; velocidade de processamento; facilidade de implementação; metodologia independente da configuração da rede elétrica; Labspot
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Conclusões (continuação) tratar de maneira simples e eficaz as informações de falta externa oriunda dos modelos neurais; imprecisões presentes no alcance dos relés; as faltas múltiplas são tratadas de maneira natural. Labspot
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Sugestões para futuros trabalhos Labspot Identificar a atuação da proteção por sobrecarga; Inclusão de questões temporais; Classificar as fases em falta; Modelagem dos demais componentes elétricos; Explicações sobre o comportamento dos dispositivos de proteção.
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