Elektrik Dağıtım Sistemlerinde Birleşik Dalgacık-sinir Ağı Tabanlı Sınıflayıcı

thumbnail.default.placeholder
Tarih
Yazarlar
Dağ, Oben
Süreli Yayın başlığı
Süreli Yayın ISSN
Cilt Başlığı
Yayınevi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Özet
Bu çalışmada, dağıtım sistemlerinde hibrid “Dalgacık-Yapay Sinir ağı (YSA) tabanlı” bir yaklaşımla arıza sınıflama işlemi gerçeklenmiştir. 34.5 kV “Sağmalcılar-Maltepe” dağıtım sistemi PSCAD/EMTDC yazılımı kullanılarak arıza sınıflayıcı için gereken veri üretilmiştir. Tezin amacı, on farklı kısa-devre sistem arızalarını tanımlayabilecek bir sınıflayıcı tasarlamaktır. Sistemde kullanılan arıza işaretleri 5 kHZ lik örnekleme frekansı ile üretilmiştir. Farklı arıza noktaları ve farklı arıza oluşum açılarındaki hat-akımları ve hat-toprak gerilimlerini içeren sistem arızaları ile bir veritabanı oluşturulmuştur. “Çoklu-çözünürlük işaret ayrıştırma” tekniği kullanılarak altı-kanal akım ve gerilim örneklerinden karakteristik bigi çıkarılmıştır. PSCAD/EMTDC ile üretilen veri bu şekilde bir ön islemden geçirildikten sonra YSA-tabanlı bir yapı ile sınıflama islemi gerçekleştirilmiştir. Bu yapının görevi çeşitli sistem ve arıza koşullarını kapsayan karmaşık arıza sınıflama problemini çözebilmektir. Bu çalışmada, Kohonen’in öğrenme algoritmasını kullanan bir “Kendine-Organize harita” ile “eğitilebilen vektör kuantalama” teknikleri kullanılmıştır. Bu “dalgacık-sinir ağı” tabanlı arıza sınıflayıcı ile eğitim kümesi için % 99-100 arasında ve sınıflayıcıya daha önce hiç verilmemiş test kümesi ile de %85-92 arasında sınıflama oranları elde edilmiştir. Elde edilen başarım oranları literatürdeki sonuçlara yakındır. Geliştirilen birleşik “dalgacık-sinir ağı” tabanlı sınıflayıcı elektrik dağıtım sistemlerindeki arızaların belirlenmesinde iyi sonuçlar vermiş ve iyi bir performans sağlamıştır.
In this study an integrated design of fault classifier in a distribution system by using a hybrid “Wavelet- Artificial neural network (ANN) based” approach is implemented. Data for the fault classifier is produced by using PSCAD/EMTDC simulation program on 34.5 kV “Sagmalcılar-Maltepe” distribution system in Istanbul. The objective is to design a classifier capable of recognizing ten classes of three-phase system faults. The signals are generated at an equivalent sampling rate of 5 KHz per channel. A database of line currents and line-to-ground voltages is built up including system faults at different fault inception angles and fault locations. The characteristic information over six-channel of current and voltage samples is extracted by the “wavelet multi-resolution analysis” technique, which is a preprocessing unit to obtain a small size of interpretable features from the raw data. After preprocessing the raw data, an ANN-based tool was employed for classification task. The main idea in this approach is solving the complex fault (three-phase short-circuit) classification problem under various system and fault conditions. In this project, a self-organizing map, with Kohonen’s learning algorithm and type-one learning vector quantization technique is implemented into the fault classification study. The performance of the wavelet-neural fault classification scheme is found to be around “99-100%” for the training data and around “85-92%” for the test data, which the classifier has not been trained on. This result is comparable to the studied fault classifiers in the literature. Combined wavelet-neural classifier showed a promising future to identify the faults in electric distribution systems
Açıklama
Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2002
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2002
Anahtar kelimeler
Arıza Sınıflama, Dalgacık Analizi, Yapay Sinir Ağları, Dağıtım Sistemleri, Fault Classification, Wavelet Analysis, Artificial Neural Networks, and Distribution Systems
Alıntı