Синтез нечіткої системи автоматичного керування рівнем напруги в розподільних електричних мережах
Loading...
Date
Authors
Овеченко, Максим Андрійович
Ovechenko, Maksym
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
Робота присвячена вирішенню задачі підвищення ефективності керування режимами напруги в розподільчих електричних мережах шляхом удосконалення систем автоматики трансформаторних підстанцій. В роботі проведено аналіз існуючих методів регулювання напруги та виявлено недоліки класичних регуляторів. Обґрунтовано доцільність застосування теорії нечітких множин для синтезу системи керування в умовах стохастичного характеру навантажень. Розроблено структуру та базу правил нечіткого контролера на основі алгоритму Мамдані, який враховує величину відхилення напруги, швидкість її зміни та добовий ресурс перемикань. Особливістю розробленої системи є адаптивна зміна часової затримки спрацювання, що дозволяє фільтрувати короткочасні збурення. Ефективність запропонованого рішення перевірено шляхом імітаційного моделювання в середовищі MATLAB/Simulink. Результати досліджень показали, що використання нечіткого регулятора дозволяє зменшити кількість комутацій пристрою РПН на 19,4 % порівняно з базовою моделлю, забезпечуючи при цьому якість напруги відповідно до вимог стандарту ДСТУ EN 50160:2023. The work is devoted to solving the problem of increasing the efficiency of voltage control in distribution electrical networks by improving transformer substation automation systems. The work analyzes existing voltage control methods and reveals the shortcomings of classical regulators. The feasibility of using fuzzy set theory for synthesizing a control system under conditions of stochastic nature of loads is substantiated. The structure and rule base of a fuzzy controller based on the Mamdani algorithm, which takes into account the magnitude of the voltage deviation, the rate of its change and the daily switching resource, is developed. A feature of the developed system is the adaptive change in the time delay of operation, which allows filtering short-term disturbances. The effectiveness of the proposed solution is verified by simulation modeling in the MATLAB/Simulink environment. The results of the research showed that the use of a fuzzy controller allows reducing the number of switching operations of the on-load tap-changer by 19.4% compared to the base model, while ensuring voltage quality in accordance with the requirements of the DSTU EN 50160:2023 standard.
Description
Keywords
розподільча електрична мережа, регулювання напруги, нечітка логіка, алгоритм Мамдані, electrical distribution network, voltage regulation, fuzzy logic, Mamdani algorithm
Citation
Овеченко, М. А. Синтез нечіткої системи автоматичного керування рівнем напруги в розподільних електричних мережах : кваліфікаційна магістерська робота : спец. 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» / наук. кер. С. І. Осадчий ; Центральноукраїн. нац. техн. ун-т. – Кропивницький : ЦНТУ, 2025. – 97 с.