تمایز بین جریان هجومی و خطای داخلی ترانسفورماتور با استفاده از تحلیل wavelet و الگوریتم hmm

در این تحقیق، یک الگوریتم ترکیبی جدید به منظور تمایز جریان هجومی از خطای داخل ناحیه، قابل پیاده سازی در حفاظت دیفرانسیل دیجیتال ترانسفورماتور ارایه می گردد. الگوریتم نامبرده، مبتنی بر مفاهیم ریاضی تبدیل موجک و مدل مارکوف مخفی (hmm) می باشد. مدل مارکوف مخفی ابزاری قدرتمند در دسته بندی الگوها است که با محاسبه احتمال شباهت بین سیگنال های آموزش و آزمایش، مشخص می کند سیگنال آزمایش به چه دسته ای تعلق دارد. الگوریتم hmm بر اساس رفتار مولفه های استخراج شده توسط تبدیل موجک از جریان تفاضلی طراحی شده است. تبدیل موجک گسسته به منظور کاهش زمان محاسبات hmm و افزایش دقت شناسایی، مشخصه های خاصی را از شکل موج جریان دیفرانسیل استخراج می کند. این مشخصه جدید در شرایط مختلف خطا رفتارهای مختلفی از خود نشان می دهد. الگوریتم خوشه بندی k-means به منظور کاهش حجم داده های آموزش، بهبود آموزش و همچنین رفع مشکل واگرایی بکار رفته است. در این روش تابع معیار مقایسه دو احتمال می باشد. در شرایط خطا مقدار احتمال مدل خطا بیشتر ودر شرایط جریان هجومی دارای مقدار کمتری است. با استفاده از این تابع می توان حالت خطا را از حالت عادی در یک چهارم سیکل و به طور کاملاً دقیق تشخیص داد. از مزایای دیگر روش پیشنهادی، عدم نیاز به انتخاب مقادیر آستانه در الگوریتم تشخیص خطا می باشد. از آن جایی که روش پیشنهادی بر اساس مشخصات آماری و احتمالاتی سیگنال های خطا استوار است و نیازی به تعیین تابع معیار معینی ندارد، انعطاف پذیری بالایی از خود نشان می دهد. ارزیابی این روش با استفاده از شبیه سازی حالتهای مختلف خطای داخل و خارج ناحیه ترانسفورماتور، جریان هجومی و شرایط اضافه تحریک ترانسفورماتور قدرت انجام شده است. به این منظور شبکه نمونه ای شامل یک ترانسفورماتور قدرت و خطوط ارتباطی آن جهت انجام شبیه سازیها توسط نرم افزار pscad/emtdc مدل شده است. روش پیشنهادی در نهایت توسط اطلاعات جمع آوری شده از یک تست عملی آزمایشگاهی نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است. این آزمایش توسط مدل های آموزش دیده شده با اطلاعات شبیه سازی ولی با داده های تست آزمایشگاهی (شرایط کاملا متفاوت) انجام گرفته که نشان دهنده پایدار بودن سیستم حفاظتی درسیستمهای متفاوت می باشد. نتایج این ارزیابی نشانگر صحت و دقت عملکرد روش پیشنهادی در تشخیص خطای داخلی از جریان هجومی در ترانسفورماتور می باشد.