شناسایی و طبقه‌بندی خطا در خطوط دومداره در حضور TCSC با استفاده از روش ترکیبی هوشمند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران

چکیده

در این مقاله، روش مؤثری برای تشخیص و طبقه‌بندی خطا در یک خط انتقال دومدارۀ جبران‌سازی‌شده با TCSC پیشنهاد شده است. اثر تزویج خطوط انتقال موازی و استفاده از TCSC باعث تغییر در محتوای فرکانسی سیگنال‌های ورودی رلۀ دیستانس می‌شود که در نتیجه، شناسایی و طبقه‌بندی خطا را با چالش مواجه می‌کند. یکی از ابزارهای کارآمد برای تشخیص و طبقه‌بندی خطا در خطوط جبران‌سازی‌شده، استفاده از روش‌های شناسایی الگوست. پیش‌نیاز استفادۀ بهینه از این روش‌ها، استخراج و انتخاب ویژگی‌های ورودی مناسب به الگوریتم‌های طبقه‌بندی‌کننده است. در این مقاله از ابزار پردازش سیگنال تبدیل موجک برای استخراج ویژگی شده است. به‌دلیل تنوع موجک‌های مادر، در ابتدا با استفاده از روشی جدید، db1 به‌عنوان بهترین موجک مادر شناسایی می‌شود و از ضرایب تجزیه‌شدۀ حاصل از موجک مادرِ انتخاب‌شده، برای ساختن بردار ویژگی‌ها استفاده می‌شود. بعد از این مرحله، الگوریتم‌های طبقه‌بندی‌کنندۀ درخت تصمیم‌گیری، ماشین بردار پشتیبان و الگوریتم k- نزدیک‌ترین همسایه توسط بردار ویژگی‌های استخراج‌شده آموزش داده می‏شود. سپس با استفاده از سناریوهای مختلف شبیه‏سازی، میزان عملکرد صحیح هریک از الگوریتم‌ها محاسبه و الگوریتمی انتخاب می‌شود که عملکرد بهتری نسبت به سایرین دارد. در این مقاله، سیستم نمونه و روش پیشنهادی در نرم‌افزار MATLAB پیاده‌سازی شده است.

کلیدواژه‌ها


  •  

    • [1] Altuve, Héctor J., Joseph B. Mooney, and George E. Alexander., "Advances in series-compensated line protection", Annual Conference for Protective Relay Engineers, IEEE, 2009.
    • [2] Pradhan, A.K., Routray, A., Pati, S., et al., "Wavelet fuzzy combined approach for fault classi fication of a series-compensated transmission line", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 19, No.4, pp. 1612-1618, 2004.
    • [3] Jamehbozorg, A. and Shahrtash, S.M., "A decision tree-based method for fault classification in double-circuit transmission lines", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 25, No.4, pp. 2184 - 2189, 2010.
    • [4] Biswas, Sauvik, et al., "Fault detection and classification for TCSC compensated transmission lines using wavelet energy", International Conference on Recent Advances in Information Technology (RAIT), IEEE, 2018.
    • [5] Bo, Q., Jiang, F., Chen, Z., et al., "Transient based protection for power transmission systems", IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, pp. 1832–1837, 2000.
    • [6] Gawali, N.U., Hasabe, R. and Vaidya, A., "A comparison of different mother wavelet for fault detection & classification of series compensated transmission line", Int. J. Innov. Res. Sci. Technol., Vol. 1, No.9, pp. 57–63, 2015.
    • [7] Dash, P., and Samantray, S., "Phase selection and fault section identification in thyristor controlled series compensated line using discrete wavelet transform",International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 26, No. 9, pp. 725–732, 2004.
    • [8] Swetapadma, Aleena, and Anamika Yadav., "Directional relaying using support vector machine for double circuit transmission lines including cross-country and inter-circuit faults", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 81, pp. 254-264, 2016.
    • [9] Vyas, Bhargav Y., R. P. Maheshwari, and Biswarup Das., "Improved fault analysis technique for protection of Thyristor controlled series compensated transmission line", International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Vol. 55, pp.321-330, 2014.
    • Ray, Papia, and Debani Prasad Mishra., "Support vector machine based fault classification and location of a long transmission line", Engineering science and technology, an international journal, 19, No. 3, pp. 1368-1380, 2016.
    • Khorashadi-Zadeh, H., "Artificial neural network approach to fault classification for double circuit transmission lines". IEEE/PES Transmission & Distribution Conf. & Exposition, Latin America, pp. 859–862, 2004.
    • Samantaray, S. R., "Decision tree-based fault zone identification and fault classification in flexible AC transmissions-based transmission line", IET Generation, Transmission & Distribution, Vol. 3, No.5, pp. 425 - 436, 2009.
    • Taheri, Mir Mohammad, et al., "High Speed Decision Tree-Based Series Compensated Transmission Lines Protection Using Differential Phase Angle of Superimposed Current", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 33, No.6, pp. 3130 - 3138, 2018.
    • Abdelgayed, Tamer S., Walid G. Morsi, and Tarlochan S. Sidhu., "A new harmony search approach for optimal wavelets applied to fault classification", IEEE Transactions on Smart Grid,  9, No.2, pp. 521 - 529, 2018.
    • Nale, Ruchita, Hari Verma, and Monalisa Biswal. "An enhanced fuzzy rule based protection scheme for TCSC compensated double circuit transmission system." International Journal of Modelling and Simulation, Vol. 41, No. 2, pp. 120-130, 2021.
    • Mishra, Praveen Kumar, Anamika Yadav, and Dewashri Pansari. "Classification of faults in a TCSC compensated transmission line using data mining algorithm." In 2020 IEEE First International Conference on Smart Technologies for Power, Energy and Control (STPEC), pp. 1-5. IEEE, 2020.
    • Pande, Rakesh K., and Soumya R. Mohanty. "Classification of Shunt Faults in Double Circuit Lines Using Thresholding Method." In 2018 International Conference on Power, Energy, Control and Transmission Systems (ICPECTS), pp. 240-244. IEEE, 2018.
    • Jovcic, Dragan, and G. N. Pillai., "Analytical modeling of TCSC dynamics", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 20, No.2, pp. 1097-1104, 2005.