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題 名 | 輸電線故障偵測、辨識與定位演算法之軟硬體實現與模擬 |
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作 者 | 江昭皚; 莊欽龍; | 書刊名 | 電機月刊 |
卷 期 | 22:9=261 2012.09[民101.09] |
頁 次 | 頁80-94 |
專 輯 | 電力品質控制專輯 |
分類號 | 448.34 |
關鍵詞 | 故障偵測; 故障定位; 主成分分析法; 支持向量機; 類神經網路; |
語 文 | 中文(Chinese) |
中文摘要 | 年來有許多輸電線故障偵測、辨識與定位的演算法被提出,但往往未能打破理論與實作之間的隔閡。有鑑於近來智慧型電網的發展日趨興盛,本文將探討一套新式的輸電線故障保護演算法,並進行軟體實現與模擬驗證。確認演算法所得之結果無誤後,吾人將整體模擬系統利用MATLAB/Simulink與現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)開發版進行硬體實作後,透過個人電腦即時模擬出輸電線時域電壓電流波形數據,並且透過高速數位類比轉換器,將數據傳送至FPGA開發版上,並且透過硬體化後的分析電路進行高速的數據轉換與分析後,將故障偵測、辨識與定位等分析結果,逐一展現於一個小型觸控LED螢幕上,提供電力系統維運人員最快速且正確的資訊。本系統乃建構於多種演算法上,包含多階層小波分析、主成分分析法、支援向量機,以及動態結構類神經網路。由於有賴於多階層式的逐步分析,本演算法平台針對各類型故障都可以在0.3毫秒的時間內完成故障偵測,並可於1.28周波時間內得到故障類型辨識與定位之結果。整體系統轉移至FPGA硬體平台後,利用電腦即時模擬臺電345 kV超高壓輸電網的故障波形,透過硬體平台快速分析後,可得到99.9%的偵測準確度、99.7%與99.8%的故障類型辨識靈敏度與特異度,以及0.5%的故障定位誤差率。可見本系統不僅透過理論驗證可行性外,亦成功地利用硬體進行加速與驗證,形成一個結合軟硬體的電網故障模擬系統。未來不僅可應用於實務電網故障保護系統上,亦可作為電力系統課程的教學研究實習套件。 |
本系統中英文摘要資訊取自各篇刊載內容。