(Microsoft Word - EV_Ga\232peri\350_1.doc)

Transkripcija

1 Elektrotehniški vestnik 7(4): , 2004 Electrotechnical Review; Ljubljana, Slovenija Nova zasnova regulacije napetosti v distribucijskem omrežju Samo Gašperi, Curk Jurij 2, Ferdinand Gubina Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani, Tržaška 25, SI-000 Ljubljana, Slovenija 2 Iskra sistemi, Avtomatizacija procesov d.d., Stegne 2, SI-000 Ljubljana, Slovenija samo@strela.fe.uni-lj.si, jurij.curk@sysen.si, ferdinand.gubina@fe.uni-lj.si Povzetek. Delo predstavlja novo metodo regulacije in krmiljenja napetosti v distribucijskih omrežjih. Z njo bi lahko uspešno zagotavljali kakovostne napetostne razmere, ki jih predpisujejo Splošni pogoji za dobavo in odjem elektrine energije in standard SIST EN Metoda omogoa uporabo poljubne kriterijske funkcije krmiljenja napetosti v distribucijskem omrežju. Z uporabo novega naina krmiljenja napetosti bi distribucijska podjetja lahko zmanjšala izgube v omrežju, zmanjšala konino mo in delno vplivala na odjem elektrine energije. Kljune besede: napetostni regulator, krmiljenje napetosti, distribucijsko omrežje, optimizacija, umetno nevronsko omrežje A New Approach to Voltage Control in the Distribution Network Extended abstract. In the paper, a new approach to distribution voltage regulation in the distribution network is presented. It enables distribution utilities to effectively maintain customers voltages within the permissible limits defined by the System Code and by the IEC standard SIST EN It permits to apply various criterion functions for voltage control. The proposed approach is based on optimisation of the secondary voltage of the 0_kV/MV transformer. The optimisation algorithm considers the sum of minimum square differences between the reference and computed voltage value. The computation speed is increased by applying the neural network. The computer algorithm was developed for a prototype of an under-load tap-changer transformer for distribution voltage regulation. Real measurements and data from a particular distribution network were used for presentation and testing of the proposed approach. The prototype regulator algorithm is embedded in the remote terminal unit NEO It in turn enables controlled voltage reduction for peak power shaving and load balancing in the electricity market. Key words: voltage regulator, voltage control, distribution network, optimization, neural network Prejet 8. oktobra, 2003 Odobren 6. marca, 2004 Uvod Srednje napetostno omrežje (SNO) povezuje prenosno omrežje od razdelilnih transformatorskih postaj 0_kV/SN (RTP) s konnimi odjemalci elektrine energije, ki se napajajo iz transformatorskih postaj SN/0,42 kv (TP-jev). Na padce napetosti na vodih vplivajo: dolžina vodov, preseki in material ter obremenitev. Napetost pri odjemalcih predpisujejo Splošni pogoji za dobavo in odjem elektrine energije [] in standard SIST EN 5060 [2]. Slovenska distribucijska podjetja bodo do leta 2004 v nizkonapetostnih omrežjih (NNO) prešla na nazivno standardno napetost 230 V. Standard [2] doloa nazivno napetost 400/230 V, ki bo zamenjala sedaj še dovoljeno standardno napetost 380/220 V. Po novem standardu [2] se bodo spremenila tudi maksimalna odstopanja napetosti iz sedaj še dovoljenih +6 % do 0 % (za nazivno standardno napetost 220 V) na ± 0 % za nazivno standardno napetost 230 V. Krmiljenje napetostnega nivoja v distribucijskem omrežju izvajamo z napetostnim regulatorjem na transformatorju 0 kv/sn in z ronim nastavljanjem prestav distribucijskih transformatorjev SN/NN. Krmiljenje odcepov na transformatorju 0 kv/sn vpliva na napetost SNO in NNO, medtem ko rono krmiljenje odcepov na transformatorju SN/NN vpliva le na napetost v NNO. Obe je treba uskladiti tako, da je napetost pri odjemalcih im bolj konstantna in v mejah, ki jih predpisuje standard [2]. Obstojei regulatorji odcepov transformatorjev 0_kV/SN regulirajo napetost na sekundarju transformatorja najvekrat na dva naina: napetostni

2 204 Gašperi9, Curk, Gubina regulator vzdržuje konstantno napetost na sekundarju ali regulator spreminja napetost v odvisnosti od obremenitve transformatorja. Problemi nastanejo, ko je v SNO razlina struktura odjema elektrine energije, oskrbovanje pa je mogoe samo z enim transformatorjem 0 kv/sn. Takrat do sedaj uveljavljeni naini krmiljenja napetosti ne morejo zagotavljati optimalnih napetostnih razmer. Omenjene slabosti so vodile v razvoj nove metode za krmiljenje napetosti v distribucijskih omrežjih. Nova metoda temelji na izraunih pretokov moi v distribucijskem omrežju, optimizaciji napetosti v bremenskih vozliših in uenju umetnih nevronskih omrežij. Predstavljena metoda med drugim upošteva trenutno dostopne meritve. Analiza odstopanja napetosti od optimalne vrednosti je pokazala, da daje nova metoda natannejše vrednosti kot obstojei naini krmiljenja napetosti. 2 Krmiljenje odcepov na transformatorju 0_kV/SN Aktivno krmiljenje napetosti v SNO izvaja regulator odcepov na transformatorju 0_kV/SN. Regulator spreminja prestavno razmerje transformatorja 0 kv/sn tako, da je sekundarna napetost U(t) im bliže nastavljeni referenni napetosti U n. Za reguliranje sekundarne napetosti transformatorja se uporabljajo meritve napetosti in skupnega toka transformatorja. Možnosti takega krmiljenja so omejene na: konstantno prestavo transformatorja, konstantno sekundarno napetost in uporabo kompaundacije reguliranje napetosti v odvisnosti od obremenitve transformatorja. 2.. Konstantna prestava transformatorja 0_kV/SN Sekundarna napetost pri konstantni prestavi transformatorja je neposredno odvisna od primarne napetosti, zato se pri tem nainu obratovanja vse napetostne spremembe iz primarne stani prenesejo tudi na sekundarno. Delovanja transformatorja s konstantno prestavo tako reko ni Konstantna sekundarna napetost Regulator odcepov ohranja konstantno sekundarno napetost transformatorja. V napetostni regulator vnesemo vrednost referenne sekundarne napetosti (U n ), dovoljeno odstopanje napetosti B W in as zakasnitve preklopa (T d ). Z merjenjem sekundarne napetosti U(t), ki jo primerjamo z nastavljeno U n, zagotovimo konstantno napetost na sekundarju transformatorja v obmoju U n ± B W. Ta nain reguliranja napetosti izloi vpliv spreminjanja primarne napetosti in padcev napetosti transformatorja na sekundarno napetost. V kratkih, dobro dimenzioniranih kabelskih SNO je tako krmiljenje zadostno, saj so v veini primerov padci napetosti zanemarljivi. Pomanjkljivost tega krmiljenja se pokaže v razvejenem SNO, kjer se s spreminjanjem obremenitve spreminjajo tudi padci napetosti v omrežju. Te obutijo predvsem odjemalci elektrine energije, ki so bolj oddaljeni od RTP Uporaba kompaundacije Napetostni regulator s kompaundacijo krmili sekundarno napetost transformatorja v odvisnosti od moi (S) transformatorja. Ta vrsta regulacije posredno upošteva padce napetosti v SNO, ki so odvisni od impedance vodov in toka. Ker so impedance vodov konstantne, je padec napetosti odvisen od toka: U SNO = I Z SNO. () Padci napetosti v SNO se spreminjajo v odvisnosti od obremenitve. Regulator s kompaundacijo glede na trenutno obremenitev transformatorja daje komande za višanje ali nižanje sekundarne napetosti. Med glavne parametre, ki jih nastavimo napetostnemu regulatorju, spadajo: priakovani ohmski in induktivni padec napetosti na vodu, minimalna in maksimalna sekundarna napetost transformatorja, pas obutljivosti, asovne zakasnitve delovanja regulacijskega stikala, podnapetostna in nadtokovna zapora. S kompaundacijo dosežemo konstantno napetost v izbrani toki voda, za katero je treba poznati ohmski in induktivni padec napetosti. Ee želimo, da bo velikost napetosti U v izbrani toki voda enaka U 0, je treba napetost na transformatorju 0 kv/sn dvigniti za U. Ohmsko U R in induktivno U X komponento padca napetosti izraunamo po formulah 2 in 3. 3 In Rv U R = 00% (2) U U X = 3 In X v 00% Un (3) V enabi 2 in 3 so: - I n nazivni tok transformatorja, - U n nazivna napetost transformatorja, - R v upornost voda, - X v reaktanca voda. Pomanjkljivost napetostne regulacije s kompaundacijo je doloitev toke voda, kjer naj bi vzdrževali konstantno napetost. Transformator 0_kV/SN ponavadi napaja ve SN izvodov, regulacijska toka pa je samo ena. Napetostna regulacija s kompaundacijo bo uinkovita le, e imajo vsi SN izvodi podobno konfiguracijo in strukturo odjema. Pri nastavitvah je treba paziti, da na zaetku SN vodov ne nastane previsoka napetost in na koncu prenizka. Problem je tudi nastavitev parametrov kompaundacije, kjer je treba poznati nazivno in konino mo transformatorja 0 kv/sn. Ee transformator obratuje z veliko nižjo mojo od konine, se efektivni obseg regulacije zmanjša. Kadar transformator 0 n

3 Nova zasnova regulacije napetosti v distribucijskem omrežju 205 kv/sn napaja kratke in dolge vode z razlinimi obremenitvenimi diagrami soasno, regulator s kompaundacijo ne more zagotavljati optimalnih napetosti v SNO. 3 Nova metoda krmiljenja napetosti v SNO Za idealno krmiljenje napetosti v SNO bi potrebovali soasne meritve napetosti v vseh bremenskih vozliših, ki jih napaja transformator 0_kV/SN. Meritev napetosti v bremenskih vozliših bi kazala dejansko napetostno stanje v SNO. Vozliša z najvejo in najmanjšo napetostjo bi doloala obseg regulacije napetosti. Napetostne razmere bi sproti analizirali in zaradi poznavanja dejanskega stanja tudi pravilneje ukrepali. Informacije o velikosti napetosti v bremenskih vozliših SNO bi omogoile uporabo razlinih regulacijskih kriterijev, kot so: minimalno odstopanje napetosti od želene vrednosti v bremenskem vozlišu, minimalne izgube v SNO-ju, minimalna odstopanja moi od napovedanega voznega reda idr. Za regulacijo je znailna povratna zveza iz izhoda na vhod regulatorja. V idealnem primeru bi povratno informacijo iz SNO dajale meritve napetosti v bremenskih vozliših. Te za zdaj ekonomsko niso upraviene, zato regulacijska zanka ni zakljuena. Idealni napetostni regulaciji pa se lahko približamo z uporabo programa za izraun pretokov moi, ki približno nadomesti meritve napetosti v bremenskih vozliših. 3.. Izraun napetosti v bremenskih vozliših Program za izraun pretokov moi je izdelal Laboratorij za EES na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani. Za izraun napetosti in pretokov moi v SNO je treba poznati impedance in admitance SN vodov, njihovo povezanost, obremenitve bremenskih vozliš in sekundarno napetost transformatorja 0 kv/sn. Vod smo modelirali s etveropolom, za katerega je treba poznati R, X, in Y sh. Delovne in jalove moi bremenskih vozliš so vhodni podatki programa za izraun pretokov moi. Podatki o obremenitvah na splošno niso znani in se v veini primerov ocenijo tako, da ustrezajo porabi in letni konini moi transformatorja 0 kv/sn. Tako doloene obremenitve upoštevajo samo eno asovno toko dnevnega obremenitvenega diagrama transformatorja 0_kV/SN. Za naše potrebe smo uporabili meritve toka in napetosti SN izvodov in instalirane moi TP. Za izraun napetosti v bremenskih vozliših smo potrebovali im ve razlinih obremenitev, zato smo vsako urno obremenitev izvoda pomnožili z desetimi normalno porazdeljenimi nakljunimi števili s standardno deviacijo = 20% [3]. Upoštevali smo delovne in jalove moi SN vodov. Tako izraunane urne obremenitve izvoda smo razdelili po TP glede na njihovo instalirano mo in nakljuno izbrano število s standardno deviacijo = 20% Optimizacijski algoritem Izraunane napetosti v bremenskih vozliših U ij omogoajo izvedbo poljubnega optimizacijskega kriterija za regulacijo napetosti. V naši nalogi smo za regulacijski kriterij uporabili minimalno odstopanje napetosti od želene vrednosti U ref_ij v bremenskem vozlišu. Želene napetosti U ref_ij v TP so sekundarne napetosti transformatorjev SN/NN, z njimi upoštevamo napetostne razmere v NNO. V nalogi smo privzeli, da so v vseh bremenskih vozliših želene napetosti na sekundarju transformatorja SN/NN enake 235 V. Vhodni podatki za optimizacijo so meritve napetosti in tokov na SN izvodih ter struktura SNO. Izhod optimizacijskega algoritma je želena sekundarna napetost, ki jo mora napetostni regulator vzdrževati znotraj pasu obutljivosti U REG ±,33%. Optimizacijska funkcija je minimum vsote kvadratov razlike izraunanih napetosti v bremenskih vozliših U ij od želenih napetosti U ref_ij. Splošni zapis kriterijske funkcije J podaja enaba 4. = 2 J min ( U ij -U ref ij) (4) Oznake v enabi 4 pomenijo: i zaporedna številka SN voda, j zaporedna številka bremenskega vozliša na i-tem SN vodu, U ij izraunana napetost v ij-tem bremenskem vozlišu, U ref ij želena napetost v ij-tem bremenskem vozlišu. Izraun optimalne napetosti (U RTP optimalna(t) ) poteka v ve korakih. Algoritem najprej prebere podatke o topologiji omrežja, instalirani moi bremenskih vozliš in vrednosti želenih napetosti v bremenskih vozliših. V naslednjem koraku algoritem prebere izmerjene delovne in jalove moi SN izvodov. Vhodni podatek programa za izraun pretokov moi je tudi sekundarna napetost (U RTP ) transformatorja 0_kV/SN. U RTP smo spreminjali od p.u. do,33 p.u. po koraku,33 %. V programski zanki išemo s spreminjanjem U RTP napetostne razmere, ki najmanj odstopajo od želenih vrednosti. Po nastavitvi U RTP sledi izraun napetosti v bremenskih vozliših U ij in vsote kvadratov odstopanja U ij od U ref_i,j. Izraun se izvede za vse vrednosti napetosti U RTP. Sledi izraun minimalnih vsot kvadratov odstopanja napetosti za vsa bremenska vozliša in vse napetosti U RTP. Napetost U RTP, pri kateri je vsota kvadratov razlike najmanjša da optimalne napetostne razmere v SNO. Postopek se ponovi za vse toke obremenitvenega diagrama transformatorja 0 kv/sn.

4 206 Gašperi9, Curk, Gubina 3..3 Krmiljenje napetosti z umetnim nevronskim omrežjem Umetno nevronsko omrežje (UNO) je programsko orodje, s katerim lahko modeliramo nelinearne funkcije s pomojo uenja na podlagi znanih vhodov in njihovih izhodov. Znailnost UNO je, da upošteva nakopieno znanje iz faze uenja in odgovarja na vhodne dogodke na nain, ki je najbližji glede na izkušnje v uni dobi. UNO je primerno orodje tudi za krmiljenje napetosti v SNO. UNO smo s številnimi simulacijami obratovalnih stanj nauili hitrega odziva na izmerjene vhodne vrednosti. Pred zaetkom uenja je treba prouiti, kateri podatki so znailni za modelirani proces, in pripraviti množico unih in preskusnih testnih podatkov. UNO potrebuje za svoje uenje množico vhodnih in izhodnih podatkov o procesu. Vhodi podatki za UNO so moi izvodov (P IZVODA ), ki jih v praksi merimo, izhodni podatek pa je sekundarna napetost transformatorja U RTP. Za uinkovito napetostno krmiljenje je pomembno, da je sekundarna napetost transformatorja 0 kv/sn im bolj podobna optimalni napetosti, ki jo izraunamo z optimizacijskim algoritmom. Za uenje UNO smo pripravili množico 680 obratovalnih stanj. Množico smo nakljuno razdelili na dva dela, in sicer 80% stanj smo namenili uno-uni množici in 20% uno-testni množici. Razdelitev une množice smo naredili za prepreitev prenatreniranosti UNO. Poleg teh dveh množic smo oblikovali še tretjo množico, ki smo jo imenovali testna množica in ni del uno - une niti uno - testne množice. Osnovni gradnik UNO je umetni nevron [4]. Nevroni so med seboj povezani z uteženimi povezavami, prek katerih se prenašajo ojaeni signali. Informacija se v skladu s strukturo in nalogo UNO v obliki signalov pretaka po povezavah in se v nevronih preoblikuje. Vsak nevron ima sprožilni prag (b), ki doloa, ali je sprejeti signal dovolj moan in s tem informacija dovolj pomembna, da jo pošlje naprej po povezavah. Vhodni elementi (p n ) se, pomnoženi z utežmi (w i,j ), v nevronu seštevajo, njegov izhod pa se preoblikuje z aktivacijsko funkcijo f po enabi 5. n a = f w j= p + i, j j bi Oznake v enabi 5 pomenijo: w i,j uteži vhodnih spremenljivk, p j vrednosti vhodnih spremenljivk, b pragovna vrednost ali prag, f izhodna ali aktivacijska funkcija, a izhod nevrona, odvisen od aktivacijske funkcije f, n število elementov vhodnega vektorja. Nevroni so med seboj povezani v umetno nevronsko omrežje v ve nivojih. Pri našem delu je zadostovala uporaba enega skritega nivoja. V skritem nivoju smo na (5) vhodu uporabili sigmoidno "tansig", na izhodu pa linearno "pureline" aktivacijsko funkcijo. Za doloitev sekundarne napetosti transformatorja 0 kv/sn smo uporabili dvonivojski UNO. Strukturo uporabljenega UNO kaže slika. p pj w i, w i,j b tansig w n i,2 2 p7 tansig b j b 2 n a n j a j tansig a 2 2 b j 2 2 n j a purelin Uoptim Vhodni nivo.nivo (skriti) 2.nivo (izhodni) Slika : Struktura UNO-ja Figure. Structure of the ANN Tonost odziva UNO je odvisna od števila nevronov v skritem nivoju. Primerjali smo konfiguracije UNO z razlinim številom nevronov v skritem nivoju. Po primerjavi UNO z razlinim številom nevronov v skritem nivoju smo se odloili za 2 nevronov v skritem nivoju. UNO v procesu uenja dajemo podatke o procesu, ki ga želimo modelirati. Uenje je pravzaprav postopno prilagajanje uteži in pragov UNO. Uteži in pragi se spremenijo v smeri zmanjševanja kriterijske funkcije. V našem primeru je kriterijska funkcija srednja kvadratnina napaka odstopanja (mse) med optimalno napetostjo in izhodom UNO v posamezni fazi uenja. Srednjo kvadratnino napako odstopanja mse izraunamo po enabi 6. N 2 mse = ( d( k) a( k) ) N k= (6) Uporabljene oznake pomenijo: mse mean square error, a izhodne vrednosti iz UNO, d dejanske vrednosti testne vrednosti, N število vhodno izhodnih parov. Pri uenju UNO lahko pride do prevelikega prileganja podatkov (overfitting). To vodi v slabo posploševanje nad drugimi vzorci v testni množici. Za prepreitev tega pojava smo razdelili une podatke v uno-uno množico in uno-testno množico. UNO smo uili s štirimi razlinimi metodami vzvratnega širjenja napake: Levenberg-Marquardt LM, konjugirana gradientna metoda SCG (scaled conjugate gradient), Quasi Newton BFG, Resilient backpropagation RP. Metode uenja smo med seboj primerjali. Kriterij za izbiro metode je srednja kvadratina napaka odstopanja uno-

5 Nova zasnova regulacije napetosti v distribucijskem omrežju 207 une množice (mse), kar lahko imenujemo kakovost rešitve in hitrost uenja. Metode LM, SCG in BFG so nauile UNO približno enako hitro. Najmanjšo srednjo kvadratino napako odstopanja uno-une množice smo dobili z LM metodo in znaša 0, Rezultate uenja za posamezno metodo smo prikazali v tabeli. Tabela : Primerjava metod uenja UNO: metoda mse / 0-5 št. unih dob uenje LM 0, hitro SCG, hitro BFG, hitro RP, poasno 4 Rezultati Novo metodo krmiljenja napetosti smo uporabili na realnem SNO slovenskega distribucijskega podjetja. Obravnavani RTP 0/20 kv po sedmih 20 kv vodih napaja 43 bremenskih vozliš. Za izraun in predstavitev rezultatov smo uporabili izmerjene povprene urne vrednosti moi in napetosti za pet delovnih dni, soboto in nedeljo, kar je 68 ur. Stopnje transformatorjev 20/0,4 kv smo za obravnavano omrežje nastavili tako, da je enofazna sekundarna napetost 235 V [5]. 4. Izraun optimalne napetosti z optimizacijskim algoritmom Za izraun optimalnih sekundarnih napetosti na transformatorju 0_kV/SN smo uporabili opisani optimizacijski algoritem, poglavje Rezultate optimizacije smo primerjali z izmerjenimi napetostmi, ki so posledica delovanja napetostnega regulatorja s kompaundacijo. U / p.u.,0665 Uoptim Urtp_izmerjena Rezultat optimizacijskega algoritma za 68 urnih meritev moi sedmih izvodov izbranega RTP in izmerjene napetosti kaže slika 2. Erta s križci (U rtp_izmerjena ) oznauje izmerjeno sekundarno napetost transformatorja 0_kV/SN v p.u. Neprekinjena tanka rta (U optim ) oznauje napetost, ki smo jo izraunali z optimizacijskim algoritmom. Iz slike 2 se vidi, da optimizacijski algoritem izrauna višje napetosti predvsem v asu nižjih obremenitev (ponoi ter v soboto in nedeljo). To je posledica upoštevanja želenih vrednosti na transformatorjih SN/NN, ki smo jih nastavili na 235V. 4.2 Izraun prestave transformatorja 0/20 kv z UNO Opisani optimizacijski algoritem rauna optimalno sekundarno napetost transformatorja 0/20_kV 20 sekund. Izraune smo opravili z osebnim raunalnikom Pentium II 500 MHz s 28 MB RAM. Eas izrauna napetosti transformatorja 0 kv/sn smo skrajšali z uporabo UNO. Nauen UNO izrauna napetost transformatorja 0 kv/sn tako reko v trenutku po vpisu vhodnih vrednosti moi posameznega izvoda. Pri delu smo uporabili programski paket Matlab s knjižnico Neural Network Toolbox [4]. Na podlagi opisanih primerjav v [6] smo UNO uili z Levenberg-Marquardtovo metodo. Nauenemu UNO smo po fazi uenja in preskušanja dali za vhodne podatke 68 izmerjenih vrednosti moi sedmih izvodov obravnavanega RTP. Rezultate optimalne napetosti in napetosti, ki jih izrauna UNO, kaže slika 3. Tanka rta oznauje izraunano optimalno napetost U optim, rta s križi oznauje napetost, izraunano z UNO U UNO. Debela rtkasta rta U UNO_zaokrožena oznauje napetost izraunano z UNO, ki smo jo zaokrožili na regulacijsko stopnjo,33 % nazivne sekundarne napetosti transformatorja 0 kv/sn. U / p.u.,0665,0532 Uoptim U_UNO_zaokrožena U_UNO,0532,0399,0399,0266,0266,033,033,0000 t / h 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 Slika 2: Optimalna in dejanska napetost v RTP 0/20 kv Figure 2. Optimal and measured voltage in a 0/20 kv substation,0000 t / h 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 Slika 3: Optimalna in izraunana napetost z UNO Figure 3. Optimal and ANN voltage

6 208 Gašperi9, Curk, Gubina Relativna odstopanja za vse asovne intervale med izraunano optimalno napetostjo (U _optim ), napetostjo, izraunano z UNO (U _UNO ), in zaokroženo napetostjo (U _UNO_zaokrožena ) kaže slika 4. Odstopanje / % 2,500 2,000,500,000 0,500 0,000 Optim.algoritem : UNO_zaokrožena Optim.algoritem : UNO 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 6:00 2:00 8:00 0:00 t / h Optim.algoritem : izmerjena Urtp Slika 4: Relativno odstopanje izmerjene in UNO napetosti od optimalne napetosti Figure 4. Relative deviation of the measured and ANN voltage from the optimal voltage Odstopanja smo ovrednotili z izraunom srednje kvadratine napake (mse). Od optimalne napetosti najmanj odstopa U _UNO (mse = 0,349), sledi U _UNO_zaokrožena (mse_=_0,426), najveje odstopanje pa smo izraunali pri realni izmerjeni napetosti v RTP U _rtp_izmerjena (mse = 0,6498). Številske vrednosti izrauna mse kažejo na boljše rezultate pri napetosti U UNO in U UNO_zaokrožena. Odstopanje med U UNO in U UNO_zaokrožena povzroi zaokroževanje na standardne vrednosti regulacijskih stopenj. Pri obstojeem nainu krmiljenja napetosti U rtp_izmerjena smo izraunali približno dvakrat veji mse kot z UNO. To potrjuje ugotovitev, da je regulacija napetosti transformatorja 0 kv/sn, ki upošteva samo skupno obremenitev transformatorja, manj tona kot predlagana metoda z UNO. 5 Sklep V nalogi smo prouili obstojee naine krmiljenja napetosti v distribucijskem omrežju z napetostnimi regulatorji na transformatorjih 0 kv/sn. Obstojei napetostni regulatorji upoštevajo samo skupno obremenitev transformatorja 0 kv/sn. Optimalna sekundarna napetost transformatorja SN/NN je odvisna od nizkonapetostnega omrežja, zato je treba nastavitev prestave vsakega transformatorja SN/NN obravnavati posebej. Razvili smo algoritem za izraun optimalnih napetosti v srednjenapetostnih bremenskih vozliših, ki minimizira odstopanja napetosti v bremenskih vozliših od želenih napetosti. Delovanje algoritma smo pokazali na SNO, ki ga napaja RTP 0/20 kv. Umetno nevronsko omrežje smo nauili tako, da iz meritev delovne moi SN izvodov izrauna optimalno napetost transformatorja 0 kv/sn glede na trenutne razmere v SNO. Odzivni as delovanja umetnega nevronskega omrežja je tako reko trenuten. Nova metoda se lahko uporabi v sodobnih napetostnih regulatorjih, ki imajo komunikacijo z raunalnikom. Omogoa izvedbo poljubnega regulacijskega kriterija za krmiljenje napetosti v distribucijskem omrežju, kar je bistvena prednost pred obstojeimi. Literatura [] FE: "Splošni pogoji za dobavo in odjem elektrine energije", v pripravi 8. verzija, Ljubljana, [2] Urad RS za standardizacijo: "Znailnosti napetosti v javnih razdelilnih omrežjih", Slovenski standard SIST EN 5060, Ljubljana, april [3] F. Gubina, S. Gašperi, D. Gerbec: "Krmiljenje napetostnega nivoja v distribucijskih omrežjih Obremenitveni diagrami odjemalcev", študijska naloga, Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, Ljubljana, 200. [4] H. Demuth, M. Beale: "Neural Network Toolbox, User's Guide, Version 4", The Math Works Inc [5] B. Turha: "Koordinacija napetostnih stopenj transformatorjev SN/NN in 0 kv/sn", diplomska naloga, mentor prof. dr. F. Gubina, Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, Ljubljana, [6] S. Gašperi: "Metoda za krmiljenje napetostnega nivoja v distribucijskih omrežjih ", magistrska naloga, mentor prof. dr. F. Gubina, Fakulteta za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, Ljubljana, Samo Gašperi je diplomiral leta 997 na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, magistriral je leta 2002 na isti fakulteti. Leta 997 se je zaposlil v distribucijskem podjetju Elektro Ljubljana. Od novembra 999 je asistent na Fakulteti za elektrotehniko v Ljubljani, kjer je trenutno zaposlen. Raziskuje na podroju obratovanja, vodenja in zašite distribucijskega elektroenergetskega sistema. Jurij Curk je leta 990 diplomiral na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani. V letih 993 in 997 je na isti ustanovi dosegel naziv magistra in doktorja znanosti. Po diplomi je delal v podjetju IBE. Po tem je nastopil mesto mladega raziskovalca na matini fakulteti. Leta 994 je bil izvoljen za asistenta. V podjetju Iskra SYSEN se je zaposlil leta 998. Dela kot vodja razvoja na oddelku, ki se ukvarja z vodenjem, zašito in komunikacijami v elektroenergetskem sistemu. Ferdinand Gubina se je rodil 6. maja 939 v Srebrniku. Diplomiral je leta 963, magistriral 969. in doktoriral 972. leta na Fakulteti za elektrotehniko v Ljubljani. Od leta 963 je delal na Elektroinštitutu "Milan Vidmar", kjer je deset let vodil Oddelek za obratovanje in vodenje EES. Leta 970 je delal na Ohio State University v Columbusu, ZDA. Od Leta 988 je profesor na Fakulteti za elektrotehniko v Ljubljani. Njegovo podroje so elektroenergetski sistemi. Bil je lan študijskih komitejev 38 in 39 CIGRE v Parizu in predsednik Slovenskega komiteja CIGRE.