Данилюк Олександр Володимирович. Теоретичні засади та методи моделювання електроенергетичних систем на основі технологій штучних нейронних мереж

brief description

Данилюк Олександр Володимирович. Теоретичні засади та методи моделювання електроенергетичних систем на основі технологій штучних нейронних мереж: дисертація д-ра техн. наук: 05.14.02 / НАН України; Інститут електродинаміки. - К., 2003

Данилюк О.В. Теоретичні засади та методи моделювання електроенергетичних систем на основі технологій штучних нейронних мереж.Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05. 14. 02 електричні станції, мережі і системи. - Інститут електродинаміки НАН України, Київ, 2003.
Дисертацію присвячено розвиткові теорії математичного моделювання та створенню теоретичних засад нового напрямку «нейроматематичного моделювання» електроенергетичних систем, а також розробці методів та методик реалізації програмних штучних нейронних мереж для здійснення аналізу режимів електроенергетичних систем у реальному часі в середовищі неповної та недостатньо вірогідної інформації.
В дисертації вперше запропоновано та розроблено теоретичні основи методів дослідження режимів ЕЕС на основі навчання ШНМ за результатами використання симуляційних (математичних) моделей, що слід трактувати як новий науковий напрямок в теорії та практиці моделювання режимів ЕЕС.
Теоретичні засади та принципи нейроматематичного моделювання режимів електроенергетичних систем базуються на реалізації процесу навчання нейромережевих структур за допомогою математичного моделювання для розв’язання некоректних задач, що в порівнянні з традиційними евристичними підходами та методиками навчання на підставі «прецедентів» забезпечує вищу ефективність функціонування штучної нейронної мережі. Запропоновано новий підхід до моделювання як методу дослідження, наділеного новими властивостями, зміст якого полягає у застосуванні нейроматематичних моделей не тільки як інструментарію для розв’язання задач аналізу та оптимізації режимів електроенергетичних систем, але й як джерела, що здійснює синтез нової, раніше невідомої, інформації. Розроблено основні принципи формування «нейроматематичних ситуаційних карт особливостей» за даними телеметрії для відображення станів електричної мережі, які дозволяють в реальному масштабі часу забезпечити динамічну візуалізацію траєкторії плинного режиму електричної мережі.
В роботі наведено ряд методів та методик прикладного моделювання режимів ЕЕС в реальному часі, які впроваджено в енергетичні структури і адаптовано для функціонування в існуючі оперативні інформаційно-керуючі комплекси.

В дисертаційній роботі здійснено розвиток теорії моделювання стосовно режимів роботи електроенергетичних систем і започатковано новий напрям в теорії штучних нейронних мереж під назвою нейроматематичне моделювання”, що дозволило розв’язати ряд невирішуваних раніше задач диспетчерського керування в реальному часі. В результаті цього одержано наступні наукові результати.

Запропоновано та створено теоретичні основи нейроматематичного моделювання режимів електроенергетичних систем, які базуються на реалізації процесу навчання нейромережевих структур за допомогою методів математичного моделювання некоректних задач, забезпечують вищу ефективність функціонування штучної нейронної мережі і, як наслідок, підвищують адекватність моделювання.
Запропоновано новий підхід до моделювання як методу дослідження, а саме, нейроматематичні моделі, придатні не тільки як інструментарій для розв’язання задач аналізу та оптимізації режимів електроенергетичних систем, але й як джерело синтезу нової, раніше невідомої, інформації.
Застосування штучних нейронних мереж в якості апарату моделювання не заперечує вагомість математичного моделювання, а, навпаки, інтегрування останнього в теорію технологій штучних нейронних мереж формує новий науковий напрямок, наділений перевагами кожного з них. Цей новий напрямок названо нейроматематичним моделюванням.
Розроблені основні принципи формування «нейроматематичних ситуаційних карт особливостей» за даними телеметрії для відображення станів електричної мережі, програмна реалізація яких дозволила в реальному часі здійснювати динамічну візуалізацію траєкторії плинного режиму електричної мережі, що дозволило забезпечити можливість оперативних аналізу, квазіоптимального керування та діагностику режимів електроенергетичних систем.
Розроблені метод та математична модель автоматичного формування рівнянь стану електроенергетичної системи за станами комутаційних апаратів забезпечує можливість здійснювати аналіз режимів за даними телеметрії, а також забезпечує можливість імітування оперативних перемикань з метою оцінки доцільності прийняття запланованого рішення в реальному часі.
Запропоновані методи та методики верифікації телевимірів підвищують вірогідність оперативної інформації і тим самим підвищують надійність та ефективність прийняття рішення в процесі оперативного диспетчерського керування.
Доведено можливість функціонування штучних нейронних мереж в режимі нечіткої логіки, що дозволило сформувати спеціалізовані нейронні та нейроматематичні, відповідно, Fuzzy-моделі: визначення втрат на корону з врахуванням метеорологічних умов та оперативної ідентифікації конфігурації схем нетелемеханізованих електричних мереж.
Створено методики прогнозування режимів навантаження електроенергетичних систем на підставі технологій штучних нейронних мереж.
Сформовано ігрову модель оперативної реалізації ремонтів основного обладнання, що сприяє підвищенню надійності оперативного-диспетчерського керування режимами електроенергетичних систем.
Результати дисертаційної роботи впроваджено в диспетчерських службах ТзОВ Укренергоконсалтинг”, які здійснюють оперативне керування функціонуванням енергопостачальних компаній: ВАТ Львівобленерго”, ВАТ Полтаваобленерго”, ВАТ Тернопільобленерго”, ВАТ Чернігівобленерго”, ВАТ Сумиобленерго”, ВАТ Прикарпаттяобленерго”, ВАТ Запоріжжяобленерго”, а також в АСДУ Західної електроенергетичної системи НЕК Укренерго”.
Результати дисертаційної роботи використовуються для підготовки магістрів, кандидатів та докторів наук в Національному університеті «Львівська політехніка».