автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Оптимизация электромагнитной обстановки в электроэнергетических системах на основе нечеткой логики

На правах рукописи

Беляев Роман Юрьевич

ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ

Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические

системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Красноярск - 2009

1 9 НОЯ 2005

003483848

Работа выполнена в Хакасском техническом институте -филиале ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент,

Чистяков Геннадий Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Христинич Роман Мирославович

кандидат технических наук, профессор, Кунгс Ян Александрович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Томский политехнический

университет (г. Томск)

Защита состоится 2 декабря 2009 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.099.07 при ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26, ауд. Д - 306.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660074, г. Красноярск, ул.Киренского, 26, ауд. Г-274.

Автореферат разослан 2 ноября 2009

Ученый секретарь диссертационного совета

В.А.Кулагин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с вступлением мирового сообщества в качественно новое состояние, одним из показателей которого является глобальная интенсификация техногенных процессов, связанных с созданием электронных систем управления, развитием и применением новейших электротехнологий, процессов энергообмена, необходимо обращать большее внимание на решение научно - технических задач по проблеме повышения качества электроэнергии и обеспечению электромагнитной совместимости.

Улучшению электромагнитной обстановки в системах электроснабжения в настоящее время уделяется достаточно много внимания. Использование разнообразного оборудования в электроэнергетических системах требует применения специальных устройств обеспечения электромагнитной совместимости, а также систем управления данными устройствами.

Оптимальное управление устройствами обеспечения электромагнитной совместимости можно осуществлять на основе многокритериальной модели. Однако использование многокритериальной модели на основе нечеткой логики усложняет задачу управления. При оценке лучшей стратегии по многокритериальной модели необходимо учитывать все показатели качества электроэнергии. В качестве дополнительных оценок могут быть экологические факторы, а также факторы, обеспечивающие наибольший уровень электромагнитной безопасности ит. д.

Решению общих и специальных вопросов управления в электротехнических системах, основанных на нечеткой логике, посвящены работы многих авторов. Лещинской Т. Б. предложено применение методов многокритериального выбора при оптимизации систем электроснабжения сельских районов с учетом неопределенности части исходной информации. Также, совместно с Глазуновым А. А. и Шведовым Г. В., Лещинской Т. Б. предложен алгоритм решения многокритериальных задач оптимизации с неопределенной информацией на примере выбора оптимальной мощности глубокого ввода высокого напряжения. Манусовым В. 3. и Седельниковым А. В. рассмотрено применение нечеткой логики для согласования режимов работы ветроэнергетической установки с графиком электрической нагрузки. Манусов В. 3. также предложил методы оценивания потерь электроэнергии в условиях неопределенности.

В работе Терехова В. М. по фаззи-управлению в электротехнических системах указано, что в отличие от традиционного регулято-

ра в фаззи-регуляторе процесс преобразования физических входных переменных в управляющее воздействие происходит через три функциональных блока: блок фаззификации, блок логического заключения, блок дефаззификации. Исследования робастности генетически оптимизированного нечеткого автоматического регулятора возбуждения, проведенные Этинговым П. В., показали перспективность новейшего подхода. Жмак Е. И. и Манусов В. 3. обосновали принцип нечеткого регулирования напряжения с помощью РПН трансформатора. Исследования показали перспективность развития этого направления. Шеметов А. Н. предложил использование логики нечетких множеств для моделирования энергопотребления. В работах Могиленко А. В. показана оценка и прогнозирование потерь электроэнергии в электроэнергетических системах на основе нечеткого регрессионного анализа.

Широкий круг вопросов общего теоретического и практического характера в проблеме нечеткого управления параметрами в системах электроснабжения вышеуказанными авторами и коллективами решены. Однако вопросы разработки, углубленного теоретического и практического исследования систем нечеткого оптимального управления электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах, и в первую очередь управления устройствами, обеспечивающими необходимый уровень качества электроэнергии, во многом пока изучены недостаточно.

Разработка и создание средств нечеткого оптимального управления электромагнитной совместимостью в значительной степени зависит от усовершенствования прикладного математического аппарата, а именно использования алгоритмов многокритериальной оптимизации. Поэтому теоретические исследования таких систем и вопросы их проектирования чрезвычайно актуальны и имеют большую практическую ценность.

Объект исследовании - электроэнергетические системы, электрические сети, системы электроснабжения, системы передачи и распределения электрической энергии.

Предмет исследований - нечеткое управление электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах с применением совокупности методов многокритериальной оптимизации.

Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей работы является оптимизация электромагнитной обстановки в электроэнергетических системах на основе многокритериального управления и нечеткой логики.

Достижение указанной цели потребовало решение следующих

задач:

1. Анализ современного состояния нечеткого управления в электроэнергетических системах.

2. Выбор и обоснование обобщенного метода решения оптимизационных задач, связанного с качеством электроснабжения, отличающегося единообразным подходом.

3. Разработка методов долгосрочного управления электромагнитной обстановкой и качеством электроэнергии на основе нечеткой логики.

4. Применение аппарата нечёткой логики при многокритериальном управлении электромагнитной совместимостью и качеством электроэнергии для случая критериев одинаковой и различной важности.

Основная идея заключается в реализации многокритериального управления электромагнитной совместимостью и качеством электроэнергии в электроэнергетических системах различной структуры, основанного на методах нечеткой логики.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследований. В качестве основных методик теоретического исследования применялись: классические методы расчета электрических цепей, методы теории автоматического управления, методы математического моделирования теория нечетких множеств, многокритериальная оптимизация, теория принятия решений. Исследования проводились с применением пакета Fuzzy Logic Toolbox программного обеспечения MatLab.

Достоверность научных результатов определяется обоснованием расчетных методик и принимаемых допущений, корректным применением современных методов научных исследований. Все разделы работы логически взаимосвязаны, а выводы и рекомендации органически вытекают из материалов теоретических и экспериментальных исследований. В качестве эталонных моделей для сравнения результатов были использованы системы электроснабжения, допускающие аналитическое решение, а также расчеты с помощью других программных средств, прошедших промышленную апробацию.

Научная новизна работы заключается в теоретических и практических исследованиях, сущность которых состоит в следующем:

1. Усовершенствованы методы теории управления сложными динамическими процессами в электроэнергетических системах, функционирующими в условиях неопределенности исходных данных и дефицита времени на принятие и реализацию оптимальных решений при ограниченном объеме информации, характеризуемого неопределенностью.

2. Создан метод ситуационного управления качеством электроэнергии на основе нечеткой логики, отличительной стороной которого является описание условий и метода решения задачи на языке, близком к естественному.

3. Разработаны методы идентификации нечетких состояний объектов управления в ситуационных моделях принятия решений.

4. Развиты методы управления сложными объектами в условиях нечеткости исходной информации с использованием разработанного математического аппарата формализации опыта специалистов, выступающих в роли экспертов, в части моделирования нечетких схем принятия решений.

5. Разработан метод многокритериального управления качеством электроэнергии на базе нечеткой логики для случая критериев различной важности, который является перспективным методом поиска оптимальных решений в многокритериальных задачах оптимизации.

Практическая ценность.

]. Разработан и предложен алгоритм долгосрочного нечеткого управления электромагнитной обстановкой в системах электроснабжения, отличающийся высоким уровнем гибкости и прозрачности.

2. Разработаны рекомендации применения аппарата нечёткой логики при многокритериальном управлении электромагнитной совместимостью для случая критериев одинаковой важности, что обеспечивает выбор стратегии управления, характеризующийся большой эффективностью и универсальностью.

3. Создан алгоритм решения задач многоцелевой оптимизации электромагнитной обстановки в электроэнергетических системах путем учета большого числа связей, удовлетворяющий обобщенным требованиям.

4. Разработаны алгоритмы управления динамическими объектами электроэнергетических систем, учитывающими ограниченные вычислительные средства микропроцессорных систем и нечеткость исходных данных.

Основные защищаемые положения.

1. Усовершенствованные методы теории управления сложными динамическими процессами в электроэнергетических системах, функционирующими в условиях неопределенности исходных данных.

2. Метод многокритериального управления качеством электроэнергии на базе нечеткой логики для случая критериев различной важности.

3. Метод многокритериального управления электромагнитной совместимостью для случая критериев одинаковой важности.

4. Метод ситуационного управления качеством электроэнергии на основе нечеткой логики, отличительной стороной которого является описание условий и метода решения задачи на языке, близком к естественному.

5. Алгоритмы управления динамическими объектами электроэнергетических систем, учитывающие ограниченные вычислительные средства микропроцессорных систем и нечеткость исходных данных.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при выполнении ряда научно - исследовательских тем, кроме того нашли применение во множестве проектов при фантовой поддержке Сибирского федерального университета. Создан программный продукт, основанный на разработанной методике, что подтверждается наличием свидетельства регистрации (№7528, «Оптимизация качества электроэнергии на основе нечеткой логики», Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев, №50200700159; регистр. 24.01.2007; выд. 30.01.2007 г.) разработки в Отраслевом фонде алгоритмов и программ.

Апробация работы. Основные научные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях, научно-технических совещаниях, семинарах, в том числе: XIV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии СТТ 2008», Томск, 2008; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири», Иркутск, 2008; VI Региональной научно-практической конференции «Интеллектуальные ресурсы ХТИ - филиала СФУ - Хакасии - 2007 (наука, техника, образование)», Абакан, 2007; научных семинарах кафедры электроснабжения промышленных предприятий ХТИ - филиала СФУ.

Публикации. По результатам выполненных исследований и теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, включая 3 в изданиях по списку ВАК, зарегистрирован 1 программный продукт.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка использованных источников из 77 наименований. Основной текст, содержащий 115 страниц машинописного текста, иллюстрирован 89 рисунками и 13 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проводимой работы, сформулированы цель и задачи работы. Дается краткая аннотация содержания работы по разделам. Определены основные положения проблемы управления электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах на основе нечеткой логики. Сформулирована научная новизна основных результатов и практическая ценность исследований. Приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор современного состояния проблемы принятия решений в задачах управления сложными системами кибернетического типа применительно к электрическим системам. Приводится анализ исследований в области оптимизации электромагнитной обстановки, обосновывается перспективность применения методов нечеткой логики.

Согласно теореме о нечеткой аппроксимации (Fuzzy Approximation Theorem), доказанной Б. Коско, любая математическая система может быть аппроксимирована системой, основанной на нечеткой логике. Другими словами, с помощью естественно-языковых высказываний-правил «если-то», с последующей их формализацией средствами теории нечетких множеств, можно сколь угодно точно отразить произвольную взаимосвязь «входы-выход» без использования сложного аппарата дифференциального и интегрального исчисления, традиционно применяемого в управлении и идентификации.

Рисунок 1 - Нечеткий логический вывод

Под нечетким логическим выводом (рис. 1) принимаем аппроксимацию зависимости У=Р(Х) с помощью нечеткой базы знаний и

операций над нечеткими множествами. Функция принадлежности позволяет вычислить степень принадлежности произвольного элемента универсального множества к нечеткому множеству. Под деффаззифи-кацией принимаем процедуру преобразования нечеткого множества в четкое число. Нечеткая база знаний представляет совокупность логических высказываний. На рис. 1 приняты обозначения: X - входной четкий вектор; X - вектор нечетких множеств, соответствующий

входному вектору X ; У - результат логического вывода в виде вектора нечетких множеств; У - выходной четкий вектор.

Под электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах принимаем совокупность реальных электромагнитных явлений, существующих в данном месте в частотном и временном диапазонах (ГОСТ 30372 - 95).

Во второй главе предложен алгоритм долгосрочного и ситуационного нечеткого управления электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах.

Суммарную мощность компенсирующих устройств (КУ) в системе электроснабжения определяют из условия баланса реактивной мощности (РМ) между энергосистемой и промышленным предприятием в период прохождения энергосистемой максимума активной нагрузки. Оптимальное управление суммарной мощностью производится по критерию минимума потерь активной мощности в сети и позволяет получить дополнительный экономический эффект и улучшение режимов напряжений в узлах. Задача формулируется следующим образом: для заданной схемы электроснабжения (рис. 2) с учетом баланса РМ и величин нагрузок необходимо определить оптимальную мощность КУ в узлах.

Расчетная суммарная мощность КУ, устанавливаемых в сети, составляет = + + Сз =2000 квар. В системе проведены за-

Рисунок 2 - Схема системы электроснабжения

меры суммарных потерь активной мощности АР при некоторых заданных значениях 62 и 63 > которые выбирали таким образом, чтобы

обеспечить "малый", "средний" и "большой" режимы каждого КУ. Результаты измерений разделены на обучающую и тестирующую выборки (табл. 1 и 2).

Таблица 1 - Обучающая выборка

й 0 100 0 0 100 0 2000 ¡900 ¡900 ¡ООО ¡100 900

Q, 0 0 ¡00 2000 1900 1900 0 ¡00 0 ¡ООО 9 00 ¡100

АР 8892.44 8S 5-1.02 8669.98 8889.39 8328.83 8667.25 16412.12 ¡5099.28 ¡532 ¡.73 7720.76 8146.19 7393.92

Таблица 2 - Тестирующая выборка

& 1500 0 1000 0

Qs 0 1500 0 1000

АР 11712,20 8012,66 8892,28 7720,92

Решение задачи разбито на два этапа: 1) выявление зависимости потерь активной мощности в сети AP(Q2,Q3) от мощности КУ

на основе исходных данных; 2) нахождение значений мощностей КУ, т. е. собственно оптимизация реактивных нагрузок. Решение задачи выполнялось в системе MATLAB с пакетом Fuzzy Logic Toolbox.

На первом этапе синтезированы нечеткие правила из экспериментальных данных с использованием субтрактивной кластеризации, затем настраиваются параметры нечеткой модели с помощью ANFIS-алгоритма. Субтрактивную кластеризацию использовали как своего рода препроцессинг для ANFIS-алгоритма - синтезированная нечеткая модель является начальной точкой для обучения. Важное преимущество - правила базы знаний получаются объектно-ориентированными, что понижает возможность "комбинаторного взрыва" (катастрофического увеличения объема базы знаний при большом числе входных переменных).

Используемый горный метод субтрактивной кластеризацией позволяет быстро экстрагировать нечеткие правила из данных. В результате синтезируется нечеткая модель Сугэно первого порядка с четырьмя правилами. Однако она плохо отражает действительность и пользоваться такой моделью затруднительно. Зависимость

А^ЧС^'^з), построенная при использовании полученной системы,

показана на рис. 3, а. Далее параметры нечеткой модели настраиваются с помощью А№18-алгоритма. Зависимость Д/Ч^ > С?з ) > полученная после обучения системы, представлена на рис. 3, б.

Рисунок 3 -Зависимости Д.Р(б2 ' 63 ) До(а) и после (б) обучения

Обученная система типа Сугэно будет иметь вид, показанный на рис 4, а. Функции принадлежности каждого терма - гауссовы кривые. База знаний при этом состоит из четырех правил:

1. if (Q2 is Q2mf3) and (Q3 is Q3mfl) then (AP is AP mfl) (1)

2. if (Q2 is Q2mf2) and (Q3 is Q3mf2) then (AP is AP mf2) (1)

3. if (Q2 is Q2mf3) and (Q3 is Q3mf3) then (AP is AP mß) (1)

4. if (Q2 is Q2mf4) and (Q3 is Q3mf4) then ( AP is AP mf4) (1)

На втором этапе при поиске оптимальных величин мощностей КУ наиболее подходит система типа Мамдани (рис. 4, б). Входными переменными будут потери активной мощности в сети (их можно найти в зависимости от двух других переменных по описанной выше системе Сугэно), реактивные мощности КУ - соответственно для узлов 2 и 3; выходные переменные - изменения реактивной мощности КУ в узлах 2 и 3.

Правила базы знаний составлены на основе исходных данных: центров кластеров обучающей выборки и данных тестирующей выборки (I и II на рис 5). Для успешного достижения цели добавлены правила для выбора правильной стратегии управления: при "малых" потерях "не изменять" мощности КУ (III на рис. 5).

а

б

а б

Рисунок 4 - Системы типа Сугэно (а) и Мамдани (б) для долгосрочного управления

ПК

2 113311 2 133111 3311311 22222 1 1 3311311 2 13 3 111 2211311 2 122211 11122 11 12 122! 1 13 12211 1122211 12222 11 13222 11 1132211 12322 11 13322 11

Рисунок 5 - Термы правил базы знаний: а, Ь, с - порядковые номера терм соответственно первой, второй и третьей входных переменных (ЛР, 02, 03); с!, е - порядковые номера терм выходных переменных (Л(}2 , ДОЗ), £ - весовые коэффициенты правил, g - логические связки между переменными внутри правил (1 соответствует логической операции И)

Процесс решения задачи сводится к выбору стратегии поэтапного изменения реактивной мощности КУ с наперед заданной точностью конечного результата. Для удобства восприятия на рис. 6 показан процесс долгосрочного управления реактивной мощностью КУ на поверхности АР((>2 , ) 1 в табл. 3 представлены отдельные итерации этого процесса.

Метод динамического программирования дает {>,=500 кВар, (??= 1000 кВар. На прямом ходе динамического программирования процесс решения задачи оптимальной компенсации реактивной мощности разделяется на рад шагов, на каждом из которых в рассмотрение включается очередной узел возможной установки КУ. На рис. 6 изо-

бражен первый шаг динамического программирования; второй шаг генерируется путем проведения всех возможных векторов из вершин векторов первого шага в узлы сетки поверхности. При обратном ходе осуществляется распределение суммарной реактивной мощности между всеми узлами распределительной сети, в которых предполагается установка КУ. На этом этапе расчеты не выполняются - задача сводится к отысканию номеров, соответствующих оптимальным значениям мощностей КУ.

Таблица 3 - Итерационный процесс оптимизации

шаг & кВар сЪ, кВар £2 ,%

1 503,0188 503,0188 0,60 49,70

2 503,0188 757,6620 0,60 24,23

3 503,0188 808,4654 0,60 19,15

4 503,0188 838,0812 0,60 16,19

5 503,0188 858,3454 0,60 14,17

6 503,0188 873,4367 0,60 12,66

7 503,0188 885,3039 0,60 11,47

8 503,0188 894,9276 0,60 10,51

9 503,0188 902,9397 0,60 9,71

10 503,0188 909,7273 0,60 9,03

• • ; : :

23 503,0188 954,3445 0,60 4,57

• •

124 503,0188 994,8828 0,60 0,51

вания и нечеткой логики

Решение задачи методами нечеткой логики имеют значительные преимущества перед методом динамического программирования по скорости нахождения оптимального размещения мощностей КУ. Для динамического программирования необходимо составить схему замещения сети, получить дополнительные данные (активные сопротивления трансформаторов, удельные активные потери мощности в высоковольтных и низковольтных КУ и др.); в процессе расчета следует получить аналитическую зависимость потерь активной мощности в сети от реактивной мощности КУ (что не всегда возможно) и многократно определять потокораспределение в сети. Создание нечеткой модели происходит намного проще и естественнее, а для получения исходных данных нам необходимо сделать всего несколько замеров, непосредственно относящихся к сути проблемы.

В третьей главе рассмотрено применение аппарата нечеткой логики при многокритериальном управлении при критериях равной и различной важности.

Для практики принятия сложных технических решений типична ситуация, когда приходится выбирать одно решение из необозримого множества вариантов. При этом затруднения могут быть вызваны как просто многочисленностью возможных вариантов, так и не-

тривиальностью представлений об оптимальности в частности, необходимостью учитывать несколько показателей качества вариантов.

С математической точки зрения не существует идеального способа решения многокритериальных задач оптимального выбора. В работе рассмотрен возможный вариант, использующий метод maxmin композиции.

Пусть имеется множество из ш альтернатив Р = {р,, р2, ...рт}-Тогда для критерия К может быть рассмотрено нечеткое множество

к= W(Pi)/Pb Цк(рг)/р2, - , Цк(Р„)/РпЬ С1)

где Цк(рО е [0, 1] - оценка альтернативы р; по критерию К, характеризует степень соответствия альтернативы понятию, определяемому критерием К

Если имеется t критериев: Кь К2, ... , Кь то лучшей считается альтернатива, удовлетворяющая и критерию Кь и К^ и ..., и К,. Тогда правило для выбора наилучшей альтернативы может быть записано в виде пересечения соответствующих нечетких множеств:

f = к] n к2 п ... п к{ • (2)

Операции пересечения нечетких множеств соответствует операция min, выполняемая над их функциями принадлежности. В качестве лучшей выбирается альтернатива р*. имеющая наибольшее значение функции принадлежности.

Суммарную мощность компенсирующих устройств (КУ) в системе электроснабжения определяют из условия баланса реактивной мощности (РМ) между энергосистемой и промышленным предприятием в период прохождения энергосистемой максимума активной нагрузки. С другой стороны наличие приемников с нелинейными вольт -амперными характеристиками приводит к несинусоидальным режимам. Потери, обусловленные высшими гармониками, могут достигать значительных величин. Одним из наиболее действенных средств улучшения гармонического состава переменного напряжения является использование силовых резонансных фильтров с L - С ветвями, настроенными на частоты характерных высших гармоник тока. В данном случае оптимальное управление L и С - параметрами производится по критерию минимума потерь активной мощности от несинусоидальности.

=136 ММ

/

д = 2000 кВар=±=

Щ^аценка оеыеериитиВи т критерии пинипупо потерь октайеоо/ш/иаппи В рехупе комтюмии ЛЩоцено ошщштийи не критерии пининцпа потерь шаииОьийнощности ит нетнцсоидалънвсти

Рисунок 7 - Схема электроснабжения Рисунок 8 - Оценки альтернатив

На основной частоте фильтры представляют собой источники реактивной мощности, генерируемой в сеть. С этой точки зрения можно говорить о фильтрокомпенсирующем (ФКУ) устройстве, т.е. устройстве, совмещающем в себе две функции: компенсацию реактивной мощности и устранение гармонических искажений. Параметры же данного устройства необходимо выбирать по двум вышеприведенным критериям одновременно. Задача состоит в определении оптимальных параметров ФКУ для схемы электроснабжения установок контактной электросварки, изображенной на рис. 7.

В результате имеем два критерия: К] - потери активной мощности, обусловленные режимом компенсации, К2 - потери активной мощности от несинусоидального режима. Пусть имеется 21 альтернативных вариантов конфигураций ФКУ. Кроме того, в результате аналитических расчетов, либо расчетов с помощью аппарата нечеткой логики, находятся оптимальные решения структуры ФКУ по каждому из критериев в отдельности, а также находятся соответствующие оценки альтернативы по данному критерию (рис. 8).

Данные, характеризующие степень принадлежности потерь мощности в сети рассматриваемым критериям:

/С, ={ппф£ (/>,)/р-.^тт^ (р21)/р21)' О)

(р2])!Р2\У (4)

'2

'2

'2

Существует несколько правил выбора. В соответствии с одним из них сначала находят соответствующие минимальные значения, из которых затем выбирают максимальное: оно указывает на результат.

12 12 (5)

На рис.8 изображены оценки альтернатив, соответствующие критериям (3) и (4). Согласно первому этапу находим минимальные значения, «проходя» по каждому ряду (альтернативе) рис. 8. На втором этапе алгоритма выбираем наибольшее из значений результата первого этапа - это и будет оптимальный результат (рис. 8). По соответствующему оптимальному результату определяется окончательная альтернатива (в данном примере - альтернатива №6) и параметры ФКУ.

В таблице 4 приведено сравнение параметров ФКУ, полученных для тестового примера при помощи аппарата нечеткой логики и аналитическим методом, в котором управляемые параметры представлялись непрерывными функциями.

В случае если критерии имеют различную важность, каждому из них приписывается число (чем важнее критерий, тем оно больше), и правило выбора принимает вид

ал ао

А = С11лС22 п...пС/,

1 £

а; > 0, /=1...и, — 1а; =1. ' п /=1 '

Таблица 4 - Расчеты параметров ФКУ

(6)

Параметры ФКУ Нечеткая логика Аналитический метод

Ос.у-э 500 498

О^-З 55 55

Осл.=5 1620 1622

Оиу-5 65 65

Коэффициенты относительной важности определяются на основе процедуры парного сравнения критериев. Вначале формируется матрица М, элементы которой удовлетворяют следующим условиям:

1Пц = т Затем находится \\> - собственный вектор матри-

цы М, соответствующий максимальному собственному значению

2шах • Искомые значения коэффициентов получаются умножением элементов V на п для выполнения условия

В общем случае задача может быть сформулирована следующим образом: синтезировать в классе структур (звезда, треугольник) на основе силовых реактивных элементов технически реализуемый вектор (статический случай) или последовательность векторов (при учете динамики) управления несимметричным режимом, обеспечивающих поддержание режима в области допустимых значений, допустимые расходы ресурсов и обеспечивающий соответствующий уровень электромагнитной безопасности.

Важным аспектом оптимизации работы электрических сетей является повышение их экологической безопасности и снижение влияния электромагнитного воздействия на окружающую среду и человека. На рис. 9 изображено поле, создаваемое линией электропередачи 220 кВ. На линии 1, расположенной на высоте человека среднего роста показана Д - ширина зоны неблагоприятного влияния поля; еи - коэффициент несимметрии. Рассматривается шесть альтернативных вариантов (таблица 5), при которых соответствующие устройства на основе силовых реактивных элементов (а^, а^а^) позволяют повысить

качество электрической энергии (начиная с уровня £и =12%), уменьшить ширину зоны неблагоприятного влияния поля (Д) при наименьших суммарных потерях мощности (дР ).

Рисунок 9 - Участок линии 220 кВ на типовых опорах ПУС220-1

= п ■ и^-.

(7)

Таблица 5 - Варианты конструкции устройств

А, м 8Р,% Альтернативный вариант устройства

0 0 0,81 а1

2 1Д 0,73 а2

4 5,1 0,53 а3

6 5,9 0,45 а4

8 6,7 0,78 а5

12 8,4 1,05 а6

Суммарные потери мощности 8Р - это потери активной мощности во всех элементах (включая потери в альтернативном устройстве), выраженные в процентах от передаваемой по линии мощности.

Рассмотрен выбор устройства на основе силовых реактивных

элементов исходя из следующих критериев: С^ - качество электроэнергии (рассматривается несимметричный режим), С2 - уровень электромагнитной безопасности (ширина зоны неблагоприятного влияния поля), С^ - расходы ресурсов (суммарные потери мощности).

В результате решения получено, что максимальное значение принадлежности имеет альтернатива «2 ~ её и следует выбирать в качестве оптимального варианта устройства. Напомним, что вариант <?2 позволяет повысить качество электрической энергии с уровня

^ =12% до уровня еи =2%, при этом ширина зоны неблагоприятного поля А =1,1 м, а потери мощности 5Р (включая потери активной мощности в самом устройстве а^) становятся равными 0,73% передаваемой по ЛЭП мощности.

Поддержание оптимальной электромагнитной обстановки в электроэнергетических системах имеет принципиальное значение, особенно для таких объектов, как подстанции. Была рассмотрена задача следующего типа: определить параметры устройства, состоящего из нелинейного ограничителя перенапряжений и демпфирующего одноре-зонансного сериесного фильтра при которых будет оптимальная электромагнитная обстановка на подстанции. При этом рассматривались и достигались следующие факторы: низкий уровень атмосферных и коммутационных перенапряжений на подстанции, наименьшая зона

неблагоприятного поля набегающих импульсов перенапряжений, снижение уровня субгармонических от наведенного напряжения геомагнитным полем Земли, малые потери мощности в устройстве. Моделирование проводилось при помощи пакета МаОаЬ 51тиНпк. Схема, созданная для исследования воздействия набегающих с линии импульсов перенапряжений, изображена на рис. 10, а.

Рисунок 10 - Схема подстанции 220 кВ: а - для исследования набегания импульса перенапряжения; б - для случая наведения субгармонических

На рис. 10, б показана схема, созданная для исследования воздействия субгармонических от наведенного напряжения геомагнитным полем Земли, негативно влияющим на работу электронных систем защиты и автоматики и в некоторых случаях приводящих электрическую систему в резонансный режим на частоте субгармоник, опасно влияющих на работу системы в целом. Использование схем связано с непосредственным многокритериальным анализом на основе нечеткой логики и позволяют адекватно оценить вклад каждого рассматриваемого критерия в общее решение поставленной задачи.

В настоящей системе особую трудность представляет модель трансформатора, которая с достаточной точностью могла бы описать как установившийся, так и переходный режим с учетом волновых процессов в его обмотках. В основу моделирования положен принцип разделения обмоток на достаточно большое число элементов (катушек, групп катушек или слоев), имеющих собственную и взаимную индуктивности, продольную емкость и емкость на соседние элементы и маг-нитопровод.

а

б

Рисунок 11 - Блок магнитной связи

Рисунок 12 - Блок магнитосвя-занного элемента обмотки

Задача моделирования усложняется тем, что в стандартных библиотеках БшиИпк отсутствуют магнитосвязанные элементы. Тем не менее, средства БпшИпк позволяют решить и такую задачу. Пусть взаимная индуктивность между элементами (катушками) первичной обмотки М , тогда напряжение в п-ном элементе первичной и вторичной обмотки, индуцируемое другими элементами:

л1п

■ Е-М-

Л

1п

Л

2п

1

=--2Г -

к

М Л

2п

Л

где

т

■ М I — д=1

Ж

Мт

к р=1

сИ.

2р

¿1

(8)

(9)

В соответствии с полученными выражениями можем построить необходимые блоки. Блок магнитной связи (рис. 11.) представляет собой систему, построенную по выражению (9). Как следует из выражений (8), элементы первичной обмотки имеют аналогичную структуру, что и элементы вторичной обмотки и отличаются от них только соответствующими коэффициентами. Блок магнитосвязанного элемента обмотки показан на рис. 12.

Независимо от создания модели были проведены опыты с реальными трансформаторами, находящимися в складском резерве РЭС-5 ЮЭС Хакасэнерго. При сравнении осциллограмм была подтверждена работоспособность модели в получении успешных результатов, отражающих как качественную, так и количественную картину происходящих процессов в реальных трансформаторах.

В четвертой главе приведены результаты практической реализации работы. Представлено решения задач управления применительно к системе электроснабжения поликлиники г. Саяногорска, управление ЭМО в Хакасской энергосистеме, результаты мониторинга

ЭМО линий электропередачи Хакасской энергосистемы, а также обоснование и практический выбор критериев оптимальности.

Для Хакасской энергосистемы, а именно Абакано-Черно-горского энергетического узла, задача ситуационного управления формулировалась следующим образом: определить оптимальную мощность КУ на подстанциях при изменении реактивной нагрузки в заданных пределах при выполнении условия полной компенсации. Оптимальное управление мощностями КУ производится по критерию минимума потерь активной мощности в сети.

Исходными данными при моделировании является информация, предоставленная ОАО "Хакасэнерго": а) параметры линий 110500 кВ Хакасской энергосистемы и ХП МЭС; б) интегральные акты учета перетоков электрической энергии по сечению ОАО "ФСК ЕЭС"(МЭС Сибири - ОАО "Хакасские магистраьные сети") - ОАО "Хакасэнерго" - ОАО "Хакасэнергосбыт".

Выполняя двухэтапную процедуру построения нечеткой моделей типа Сугэно, генерируется система нечеткого логического вывода из данных (обучающая выборка) с использованием субтрактивной кластеризации. При этом результат выполнения рассматривается как исходная система для обучения посредством технологии ANF1S. Экстракция правил из данных происходит в два этапа: 1) с помощью встроенных функций MATLAB (Fuzzy Logic Toolbox), определяются количество правил и мощности терм-множеств выходных переменных; 2) с помощью метода наименьших квадратов определяется "то-"часть каждого правила. В результате этого получается система нечеткого логического вывода с базой правил, покрывающих все предметную область.

Для решения поставленной задачи управления используем систему типа Мамдани, т. к. заранее неизвестно какие мощности КУ необходимо выставить, чтобы потери в сети были минимальные. Также заранее не известно, как изменится нагрузка в следующий промежуток времени. Входными переменными будут потери активной мощности в электроэнергетической системе, реактивная мощность КУ, устанавливаемых на подстанциях и реактивная мощность нагрузок в данный момент времени. Выходными переменными будут изменения реактивных мощностей КУ, устанавливаемых на трансформаторных подстанциях. В полученной системе Мамдани тип функции принадлежности каждого терма входных и выходных переменных является гауссова кривая.

Рисунок 13 - График электрической нагрузки на ПС "Элеваторная"

Реализуем задачу управления на примере ПС "Элеваторная". График электрической нагрузки (активной и реактивной мощности) на ПС "Элеваторная" по месяцам года представлен на рис. 13.

Графики потерь активной мощности в линии С-99/100 по месяцам показан на рис. 14 (соответственно АР}- до применения мероприятий по КРМ, АР2- после).

др. нет

/

/ /

/ 1 4

/ \ /

\ / *

\ \ / др,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Рисунок 14 - Графики потерь активной мощности в линии С-99/100

Отклонения напряжений (по месяцам) на ПС "Элеваторная" показаны на рис. 15 (соответственно 5 £/, - до применения мероприятий по КРМ, 5 С/ - после).

5и,й 5 ■ 4,5 • 4 -3,5 ■ 3 ■ 2.5 ■ 2 ■ 1.5 ■ 1 ■ 0,5 • О ■

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Рисунок 15 - Уровни напряжений на ПС "Элеваторная"

Анализ зависимостей рис. 14 показывает значительное снижение потерь активной мощности при использовании разработанного алгоритма управления. Несмотря на то, что отклонения напряжений (рис. 15) на ПС "Элеваторная" соответствуют ГОСТ 13109 (не снижается ниже допустимого 5%-го уровня), тем не менее разработанный алгоритм ситуационного управления позволяет улучшить качество поставляемой электрической энергии и снизить наибольшее отклонение напряжения до 1,64 %.

Б заключении приведены результаты исследований усовершенствованных методов теории управления сложными динамическими процессами в электроэнергетических системах, функционирующими в условиях неопределенности исходных данных, а также результаты применения метода многокритериального управления качеством электроэнергии на базе нечеткой логики для случая критериев различной и одинаковой важности. Кроме того, представлены результаты исследования метода ситуационного управления качеством электроэнергии на основе нечеткой логики, отличительной стороной которого является описание условий и метода решения задачи на языке, близком к естественному. Показаны результаты применения алгоритмов управления динамическими объектами электроэнергетических систем, учитывающие ограниченные вычислительные средства микропроцессорных систем и нечеткость исходных данных.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны методы управления сложными объектами в условиях нечеткости исходной информации с использованием математического аппарата формализации опыта специалистов, выступающих в роли экспертов, в части моделирования нечетких схем принятия решений в электроэнергетических системах. Применение современных эффективных математических методов в области электромагнитной со-

вместимости позволяет радикально изменить существующую методику оптимального управления. Доказано, что для этой цели целесообразно использовать многокритериальный подход на основе нечеткой логики.

2. Разработан метод многокритериального управления качеством электроэнергии на базе нечеткой логики для случая критериев различной важности. В этом плане нечеткая логика рассматривается как наиболее перспективный метод поиска оптимальных решений в многокритериальных задачах оптимизации, а алгоритм решения задач многоцелевой оптимизации электромагнитной обстановки в системах электроснабжения путем учета большого числа связей удовлетворяет самым разнообразным требованиям.

3. Предложен алгоритм применения аппарата нечёткой логики при многокритериальном управлении электромагнитной совместимостью для случая критериев одинаковой важности, при этом достигается наиболее обоснованный выбор стратегии управления, характеризующийся большой эффективностью, связанной с универсальностью.

4. Разработаны методы идентификации нечетких состояний объектов управления в ситуационных моделях принятия решений. Разработан алгоритм долгосрочного и ситуационного нечеткого управления электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах, отличающаяся высоким уровнем гибкости и прозрачности, при котором описание условий и метода решения задачи происходит на языке, близком к естественному.

5. Определена необходимость и особенности использования нечеткой логики при решении задачи управления электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах, заключающегося в комплексном применении процедур многокритериального анализа. При оптимизации электромагнитной обстановки помимо экономической эффективности, необходимо учитывать социальные и экологические воздействия, влияние на здоровье и безопасность людей. Необходим многокритериальный анализ с точки зрения общественной эффективности. Комплексное использование процедур анализа на базе нечеткой логики позволяет получить решение более высокого качества.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Чистяков, Г. Н. Моделирование передачи импульсных перенапряжений в электрические сети низкого напряжения [Текст] / Г. Н. Чистяков, Н. И. Зубков, A.C. Гринев, Р. Ю. Беляев // Технологии электромагнитной совместимости. - 2006. -№18.-С. 27-34.

2. Чистяков, Г. Н. Мониторинг электромагнитной обстановки линий электропередачи Хакасской энергосистемы [Текст] / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // Известия Вузов. Проблемы энергетики. - 2009. - № 5-6.

3. Чистяков, Г. Н. Анализ электромагнитной обстановки вблизи воздушных линий электропередачи при нарушении симметрии [Текст] / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // Экологические системы и приборы. - 2008. - № 7.

4. Чистяков, Г. Н. Применение нечеткой логики при оптимизации компенсации реактивных нагрузок [Текст] / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // Электрика. - 2006. - № 12. - С. 20-24.

5. Чистяков, Г. Н. Многокритериальное управление электромагнитной совместимостью в электрических системах на основе аппарата нечетких множеств [Текст] / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // Интеллектуальные ресурсы ХТИ - филиала СФУ - Хакасии - 2007 (наука, техника, образование): Сб. тезисов НПК / Под. ред. А. А. Пантелеева. - Красноярск: СФУ; ХТИ - филиал СФУ, 2007. - С. 142-145.

6. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки №7528. Отраслевой фонд алгоритмов и программ. Программный продукт. Оптимизация качества электроэнергии на основе нечеткой логики [Текст] / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев. -№50200700159; регистр. 24.01.2007; выд. 30.01.2007. -7 с.

7. Чистяков, Г. Н. Применение аппарата нечеткой логики при многокритериальном управлении фильтрокомпенсирующими устройствами [Текст] / Г. Н.Чистяков, Р. Ю. Беляев // Вестник Хакасского технического института - Филиала ВГОУ ВПО "СИБИРСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА", № 23, 2007.-С. 74-80.

8. Чистяков, Г. Н. К вопросу о допустимых воздействиях электромагнитных полей воздушных линий электропередач на бо-организмы [Текст] / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // Вестник Хакасского технического института - Филиала ВГОУ ВПО "СИБИРСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА", № 24, 2007.

9. Чистяков, Г. Н. Электромагнитная безопасность как один из критериев многоцелевого управления электромагнитной совместимостью в электрических системах [Текст] / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008 - 628 с.

10. Чистяков Г. Н. Многокритериальный подход к управлению электромагнитной обстановкой в электрических системах на основе нечетких множеств [Текст] / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // XIV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современная техника и технологии» / Сборник трудов в 3-х томах. Т. 1. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008.-538 с.

Подп. в печать 30.10 09. Формат 60x84/16. Бумага тип. № 1 Уел иеч л. 1,7. Тираж 100 экз. Заказ 1648

Сибирский федеральный университет; Хакасский технический институт -филиал ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» 655017, Абакан, ул. Щетинкнна, 27

Отпечатано в полиграфической лаборатории ХТИ - филиала СФУ 655017, Абакан, ул. Щетинкина, 27

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ В ЗАДАЧАХ УПРАВЛЕНИЯ

ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ СИСТЕМАМ

1.1 Обзор современных достижений применения нечеткой логики в электроэнергетических системах

1.2 Основы теории нечетких множеств

1.3 Нечеткий логический вывод

1.4 Обоснование задач исследования по применению нечеткой логики к управлению электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах

ГЛАВА 2. АЛГОРИТМ ДОЛГОСРОЧНОГО И СИТУАЦИОННОГО НЕЧЕТКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ОБСТАНОВКОЙ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

2.1 Долгосрочное управление

2.1.1 Постановка задачи долгосрочного нечеткого управления и исходные данные

2.1.2 Выяснение зависимости потерь активной мощности в сети от мощности устанавливаемых компенсирующих устройств

2.1.3 Поиск оптимальных значений величин мощностей устанавливаемых компенсирующих устройств

2.1.4 Процесс решения задачи долгосрочного нечеткого управления

2.2 Ситуационное управление

2.2.1 Постановка задачи ситуационного нечеткого управления и исходные данные

2.2.2 Выяснение зависимости потерь активной мощности в сети от мощности устанавливаемого компенсирующего устройства и реактивной мощности нагрузки

2.2.3 Выяснение оптимальных значений величин мощностей компенсирующих устройств

2.2.4 Процесс решения задачи ситуационного нечеткого управления 43 Выводы

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ АППАРАТА НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ ПРИ

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОМ УПРАВЛЕНИИ ПРИ КРИТЕРИЯХ РАВНОЙ И

РАЗЛИЧНОЙ ВАЖНОСТИ

3.1 Математические основы многокритериального нечеткого управления

3.2 Нечеткое управление при критериях равной важности

3.2.1 Постановка задачи и исходные данные многокритериального нечеткого управления при критериях равной важности

3.2.2 Теоретические предпосылки и метод выполнения задачи многокритериального нечеткого управления при критериях равной важности

3.3 Нечеткое управление при критериях различной важности

3.3.1 Постановка задачи и исходные данные многокритериального нечеткого управления при критериях различной важности

3.3.2 Теоретические предпосылки и метод выполнения задачи многокритериального нечеткого управления при критериях различной важности 65 Выводы

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ. ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЙ ВЫБОР КРИТЕРИЕВ ОПТИМАЛЬНОСТИ

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ

4.1 Управление КУ в системе электроснабжения поликлиники г. Саяногорска

4.2 Управление электромагнитной обстановкой в Хакасской энергосистеме

4.3 Обоснование и практический выбор критериев оптимальности многокритериальных моделей

4.3.1 Результаты мониторинга электромагнитной обстановки линий электропередачи Хакасской энергосистемы

4.3.2 Анализ электромагнитной обстановки вблизи воздушных линий электропередачи при нарушении симметрии

4.4 Электромагнитная безопасность как один из критериев многоцелевого управления электромагнитной обстановкой в электрических системах

4.5 Управление электромагнитной обстановкой на трансформаторных подстанциях

4.5.1 Постановка задачи и исходные данные задачи управления электромагнитной обстановкой

4.5.2 Построение модели трансформатора для постановки экспериментов при определении критериальных функций нечетких систем управления

Выводы

Актуальность темы. В связи с вступлением мирового сообщества в качественно новое состояние, одним из показателей которого является глобальная интенсификация техногенных процессов, связанных с созданием электронных систем управления, развитием и применением новейших электротехнологий, процессов энергообмена, необходимо обращать большее внимание на решение научно - технических задач по проблеме повышения качества электроэнергии и обеспечению электромагнитной совместимости.

Улучшению электромагнитной обстановки в системах электроснабжения в настоящее время уделяется достаточно много внимания. Использование разнообразного оборудования в электроэнергетических системах требует применения специальных устройств обеспечения электромагнитной совместимости, а также систем управления данными устройствами.

Современные системы управления становятся все более интеллектуальными. Несомненно, такие системы имеют будущее, так как они способны рационально действовать в изменяющейся ситуации и выполнять нечеткие инструкции без изменения программы поведения. Перспективным также является применение алгоритма управления качеством электрической энергии на основе аппарата нечеткой логики, отличительной особенностью которого является то, что с помощью естественно-языковых высказываний-правил "Если - то", с последующей их формализацией средствами теории нечетких множеств, можно сколько угодно точно отразить произвольную взаимосвязь '"входы-выход" без использования сложного аппарата дифференциального и интегрального исчислений, традиционно применяемого в управлении.

Практический опыт разработки систем нечеткого логического вывода свидетельствует, что сроки и стоимость их проектирования значительно меньше, чем при использовании традиционного математического аппарата, при этом обеспечивается требуемый уровень прозрачности моделей.

Оптимальное управление устройствами обеспечения электромагнитной совместимости можно осуществлять на основе многокритериальной модели. Однако использование многокритериальной модели на основе нечеткой логики усложняет задачу управления. При оценке лучшей стратегии по многокритериальной модели необходимо учитывать все показатели качества электроэнергии. В качестве дополнительных оценок могут быть экологические факторы, а также факторы, обеспечивающие наибольший уровень электромагнитной безопасности и т. д.

Решению общих и специальных вопросов управления в электротехнических системах, основанных на нечеткой логике, посвящены работы многих авторов. Лещинской Т. Б. предложено применение методов многокритериального выбора при оптимизации систем электроснабжения сельских районов с учетом неопределенности части исходной информации. Также, совместно с Глазуновым А. А. и Шведовым Г. В., Лещинской Т. Б. предложен алгоритм решения многокритериальных задач оптимизации с неопределенной информацией на примере выбора оптимальной мощности глубокого ввода высокого напряжения. Манусовым В. 3. и Седельниковым А. В. рассмотрено применение нечеткой логики для согласования режимов работы ветроэнергетической установки с графиком электрической нагрузки. Манусов В. 3. также предложил методы оценивания потерь электроэнергии в условиях неопределенности.

В работе Терехова В. М. по фаззи-управлению в электротехнических системах указано, что в отличие от традиционного регулятора в фаззи-регуляторе процесс преобразования физических входных переменных в управляющее воздействие происходит через три функциональных блока: блок фаззификации, блок логического заключения, блок дефаззификации. Исследования робастности генетически оптимизированного нечеткого автоматического регулятора возбуждения, проведенные Этинговым П. В., показали перспективность новейшего подхода. Жмак Е. И. и Манусов В. 3. обосновали принцип нечеткого регулирования напряжения с помощью РПН трансформатора. Исследования показали перспективность развития этого направления. Шеметов А. Н. предложил использование логики нечетких множеств для моделирования энергопотребления. В работах Могиленко А. В. показана оценка и прогнозирование потерь электроэнергии в электроэнергетических системах на основе нечеткого регрессионного анализа.

Широкий круг вопросов общего теоретического и практического характера в проблеме нечеткого управления параметрами в системах электроснабжения вышеуказанными авторами и коллективами решены. Однако вопросы разработки, углубленного теоретического и практического исследования систем нечеткого оптимального управления электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах, и в первую очередь управления устройствами, обеспечивающими необходимый уровень качества электроэнергии, во многом пока изучены недостаточно.

Разработка и создание средств нечеткого оптимального управления электромагнитной совместимостью в значительной степени зависит от усовершенствования прикладного математического аппарата, а именно использования алгоритмов многокритериальной оптимизации. Поэтому теоретические исследования таких систем и вопросы их проектирования чрезвычайно актуальны и имеют большую практическую ценность.

Объект исследований - электроэнергетические системы, электрические сети, системы электроснабжения, системы передачи и распределения электрической энергии.

Предмет исследований — нечеткое управление электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах с применением совокупности методов многокритериальной оптимизации.

Цель работы и задачи исследования. Целью настоящей работы является оптимизация электромагнитной обстановки в электроэнергетических системах на основе многокритериального управления и нечеткой логики.

Достижение указанной цели потребовало решение следующих задач:

1. Анализ современного состояния нечеткого управления в электроэнергетических системах.

2. Выбор и обоснование обобщенного метода решения оптимизационных задач, связанного с качеством электроснабжения, отличающегося единообразным подходом.

3. Разработка методов долгосрочного управления электромагнитной обстановкой и, качеством электроэнергии на основе нечеткой логики.

4. Применение аппарата нечёткой логики при многокритериальном управлении электромагнитной совместимостью и качеством электроэнергии для случая критериев одинаковой и различной важности.

Основная идея заключается в реализации многокритериального управления электромагнитной совместимостью и качеством электроэнергии в электроэнергетических системах различной структуры, основанного на методах нечеткой логики.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись теоретические и экспериментальные методы исследований. В качестве основных методик теоретического исследования применялись: классические методы расчета электрических цепей, методы теории автоматического управления, методы математического моделирования теория нечетких множеств, многокритериальная оптимизация, теория принятия решений. Исследования проводились с применением пакета Fuzzy Logic Toolbox программного обеспечения MatLab.

Достоверность научных результатов определяется обоснованием расчетных методик и принимаемых допущений, корректным применением современных методов научных исследований. Все разделы работы логически взаимосвязаны, а выводы и рекомендации органически вытекают из материалов теоретических и экспериментальных исследований. В качестве эталонных моделей для сравнения результатов были использованы системы электроснабжения, допускающие аналитическое решение, а также расчеты с помощью других программных средств, прошедших промышленную апробацию.

Научная новнзпа работы заключается в теоретических и практических исследованиях, сущность которых состоит в следующем:

1. Усовершенствованы методы теории управления сложными динамическими процессами в электроэнергетических системах, функционирующими в условиях неопределенности исходных данных и дефицита времени на принятие и реализацию оптимальных решений при ограниченном объеме информации, характеризуемого неопределенностью.

2. Создан метод ситуационного управления качеством электроэнергии на основе нечеткой логики, отличительной стороной которого является описание условий и метода решения задачи на языке, близком к естественному.

3. Разработаны методы идентификации нечетких состояний объектов управления в ситуационных моделях принятия решений.

4. Развиты методы управления сложными объектами в условиях нечеткости исходной информации с использованием разработанного математического аппарата формализации опыта специалистов, выступающих в роли экспертов, в части моделирования нечетких схем принятия решений.

5. Разработан метод многокритериального управления качеством электроэнергии на базе нечеткой логики для случая критериев различной важности, который является перспективным методом поиска оптимальных решений в многокритериальных задачах оптимизации.

Практическая ценность.

1. Разработан и предложен алгоритм долгосрочного нечеткого управления электромагнитной обстановкой в системах электроснабжения, отличающийся высоким уровнем гибкости и прозрачности.

2. Разработаны рекомендации применения аппарата нечёткой логики при многокритериальном управлении электромагнитной совместимостью для случая критериев одинаковой важности, что обеспечивает выбор стратегии управления, характеризующийся большой эффективностью и универсальностью.

3. Создан алгоритм решения задач многоцелевой оптимизации электромагнитной обстановки в электроэнергетических системах путем учета большого числа связей, удовлетворяющий обобщенным требованиям.

4. Разработаны алгоритмы управления динамическими объектами электроэнергетических систем, учитывающими ограниченные вычислительные средства микропроцессорных систем и нечеткость исходных данных.

Основные защищаемые положения.

1. Усовершенствованные методы теории управления сложными динамическими процессами в электроэнергетических системах, функционирующими в условиях неопределенности исходных данных.

2. Метод многокритериального управления качеством электроэнергии на базе нечеткой логики для случая критериев различной важности.

3. Метод многокритериального управления электромагнитной совместимостью для случая критериев одинаковой важности.

4. Метод ситуационного управления качеством электроэнергии на основе нечеткой логики, отличительной стороной которого является описание условий и метода решения задачи на языке, близком к естественному.

5. Алгоритмы управления динамическими объектами электроэнергетических систем, учитывающие ограниченные вычислительные средства микропроцессорных систем и нечеткость исходных данных.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при выполнении ряда научно — исследовательских тем, кроме того нашли применение во множестве проектов при грантовой поддержке Сибирского федерального университета. Создан программный продукт, основанный на разработанной методике, что подтверждается наличием свидетельства регистрации (№7528, «Оптимизация качества электроэнергии на основе нечеткой логики», Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев, №50200700159; регистр. 24.01.2007; выд. 30.01.2007 г.) разработки в Отраслевом фонде алгоритмов и программ.

Апробация работы. Основные научные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях, научно-технических совещаниях, семинарах, в том числе: XIV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии СТТ 2008», Томск, 2008; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири», Иркутск, 2008; VI Региональной научно-практической конференции «Интеллектуальные ресурсы ХТИ - филиала СФУ — Хакасии - 2007 (наука, техника, образование)», Абакан, 2007; научных семинарах кафедры электроснабжения промышленных предприятий ХТИ - филиала СФУ.

Публикации. По результатам выполненных исследований и теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, включая 3 в изданиях по списку ВАК, зарегистрирован 1 программный продукт.

выводы

1. Проведенные исследования показали работоспособность разработанной теоретической модели, что подтверждается адекватностью последней. Совпадение экспериментальных данных с данными, полученными с помощью модели указывает на возможность применения последней для решения задач улучшения электромагнитной обстановки вблизи линий электропередачи. Наибольшая ошибка, составляет менее 9% и обусловлена, в основном, ограничениями программы ELCUT на число узлов сетки конечных элементов.

2. Электромагнитное поле линии электропередачи как один из видов техногенных загрязнений (физическая группа загрязнений) находится в явной зависимости от качества передаваемой электроэнергии.

3. Данная зависимость может быть учтена путем согласования стандартов качества электроэнергии и воздействия электромагнитных низкочастотных излучений. Только при условии взаимосвязи стандартов возможно добиться оптимальной электромагнитной обстановки вблизи ЛЭП.

4. При проектировании новых и модернизации существующих энергообъектов необходимо рассматривать экологическую сторону вопроса как один из критериев при многоцелевой оптимизации - только в этом случае объекты будут удовлетворять современным требованиям отечественных и международных стандартов.

5. Обозначенные проблемы, связанные с исследованием физиологического и эколого-гигиенического значения электромагнитных полей, оценка их взаимодействия с электроэнергетическими объектами и человеком, представляет собой актуальную задачу, разрешение которой позволит определить структуру и правильное размещение устройств, улучшающих электромагнитную обстановку в целом. Следует отметить, что требуется создание методики решения поставленной задачи, в которой исходные данные являются слабо формализуемыми. Известно, что наиболее перспективным методом поиска оптимальных решений в многокритериальных задачах оптимизации в условиях неопределенности является нечеткая логика. Совместное решение задачи предупреждения негативного воздействия электромагнитных полей наряду с улучшением электромагнитной совместимости электрооборудования путем введения в рассмотрение критерия электромагнитной безопасности даст неоспоримый эффект как в экономическом плане, так и в создании комфортной электромагнитной обстановки на рабочих местах и местах пребывания населения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования привели к следующим результатам:

1. На основании анализа современного состояния нечеткого управления в электроэнергетических системах разработаны методы управления сложными объектами в условиях нечеткости исходной информации с использованием математического аппарата формализации опыта специалистов, выступающих в роли экспертов, в части моделирования нечетких схем принятия решений в электроэнергетических системах. Применение современных эффективных математических методов в области электромагнитной совместимости позволяет радикально изменить существующую методику оптимального управления. Доказано, чго для этой цели целесообразно использовать многокритериальный подход на основе нечеткой логики.

2. Разработан обобщенный метод решения оптимизационных задач, связанных с качеством электроснабжения, отличающегося единообразным подходом.

3. Разработаны методы долгосрочного управления электромагнитной обстановкой и качеством электроэнергии на основе нечеткой логики. Разработаны методы идентификации нечетких состояний объектов управления в ситуационных моделях принятия решений. Разработан алгоритм долгосрочного и ситуационного нечеткого управления электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах, отличающаяся высоким уровнем гибкости и прозрачности, при котором описание условий и метода решения задачи происходит на языке, близком к естественному.

4. Предложен алгоритм применения аппарата нечёткой логики при многокритериальном управлении электромагнитной совместимостью для случая критериев одинаковой важности, при этом достигается наиболее обоснованный выбор стратегии управления, характеризующийся большой эффективностью, связанной с универсальностью. Разработан метод многокритериального управления качеством электроэнергии на базе нечеткой логики для случая критериев различной важности. В этом плане нечеткая логика рассматривается как наиболее перспективный метод поиска оптимальных решений в многокритериальных задачах оптимизации, а алгоритм решения задач многоцелевой оптимизации электромагнитной обстановки в системах электроснабжения путем учета большого числа связей удовлетворяет самым разнообразным требованиям.

5. Определена необходимость и особенности использования нечеткой логики при решении задачи управления электромагнитной обстановкой в электроэнергетических системах, заключающегося в комплексном применении процедур многокритериального анализа. При оптимизации электромагнитной обстановки помимо экономической эффективности, необходимо учитывать социальные и экологические воздействия, влияние на здоровье и безопасность людей. Необходим многокритериальный анализ с точки зрения общественной эффективности. Комплексное использование процедур анализа на базе нечеткой логики позволяет получить решение более высокого качества.

1. Алексеев А.В. Применение нечеткой математики в задачах принятия решений. - В сб.: Методы и системы принятия решений Текст. - Рига: РПИ, 1983.

2. Беллман Р., Заде Л. Принятие решений в расплывчатых условиях В сб.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений Текст. М: Мир, 1976.

3. Бокша В.В., Силов В.Б. Нечеткое целевое управление системами с заданным конечным состоянием Текст. Автоматика, N 3, 1985.

4. Борисов, Р. И. Многоцелевая оптимизация качеством электроснабжения Текст.: учеб. пособие / Р. И. Борисов, Л. Ф. Поддубных. Красноярск: КГТУД996,

5. Веников, В. А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем Текст.: учебник для вузов / В. А. Веников, В. Г. Журавлев, Т. А. Филиппова. М.: Энергоатомиздат, 1990.

6. Вилкас, Э. Й. Решения: теория, информация, моделирование Текст. / Э. Й. Вилкас, Е. 3. Майминас. М.: Радио и связь, 1981.

7. Грешилов, А. А. Как принять наилучшее решение в реальных условиях Текст. / А. А. Грешилов. М.: Радио и связь, 1991.

8. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения Текст.- Введ. 1999-01-01. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999.- 31 с.: ил.

9. Гудмен И. Нечеткие множества как классы эквивалентности случайных множеств. В сб.: Нечеткие множества и теория возможностей Текст.- М: Радио и связь, 1986.

10. Ежегодник Российского Национального Комитета по защите от неионизирующих излучений 2003 Текст. // Сборник трудов под общ. ред. Е. П. Бичелдей, М.: Изд-во АЛЛАНА, 2004.

11. П.Жмак Е. И., Манусов В. 3. Обоснование принципа нечеткого регулирования напряжения с помощью РПН трансформаторов Текст. // Электроэнергетика: сборник научных трудов. 4 ч. Новосиб. гос . техн. ун-т. Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2002.

12. Заде Л.А. Размытые множества и их применение в распознавании образов и кластер-анализе Текст. В сб.: Классификация и кластер. М: Мир, 1980.

13. ЗадеЛ. Понятие лингвистической переменной и се применение к принятию приближенных решений Текст. — М.: Мир, 1976.

14. Кини, Р. Л. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения Текст. / Р. Л. Кини, X. Райфа. М.: Радио и связь, 1981.

15. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств Текст.- М: Радио и связь, 1982.

16. Круглов В. В., Дли М. И., Голунов Р. Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети Текст. М.: КОРОНА - принт, 2002.

17. Леоненков А,В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH Текст. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 736с.

18. Лещинская Т. Б., Глазунов А. А., Шведов Г. В. Алгоритм решения многокритериальных задач оптимизации с неопределенной информацией на примере выбора оптимальной мощности глубокого ввода высокого напряжения Текст.// Электричество. 2004, №10.

19. Лещинская, Т. Б. Применение методов многокритериального выбора при оптимизации систем электроснабжения сельских районов Текст. / Т. Б. Лещинская // Электричество. 2003. - №1.

20. Магомедов И.А. и др. Применение теории нечетких множеств к задачам управления нестационарными процессами Текст.В сб.: Методы и системы принятия решений. Рига: РПИ, 1984.

21. Манусов В. 3., Могиленко А. В. Методы оценивания потерь электроэнергии в условиях неопределенности Текст.// Электричество 2003, №3.

22. Манусов В. 3., Седельников А. В. Применение нечеткой логики для согласования режимов работы ветроэнергетической установки с графиком электрической нагрузки Текст. // изв Томск, политехи, ун-та. 2005. 308, №5.

23. Микони С. В. Теория и практика рационального выбора Текст.: монография / С. В. Микони. М.: Маршрут, 2004.

24. Могиленко А. В. Оценка и прогнозирование потерь электроэнергии в электроэнергетических системах на основе нечеткого регрессионного анализа Текст. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Новосиб. гос. техн. ун-т, Новосибирск, 2003.

25. Поспелов Д. А. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта Текст. — М.: Наука, 1986.

26. Силов В.Б., Маригодов В.К. Метод 1-г аппроксимации для построения лингвистических моделей Текст. В кн.: Алгоритмические методы и программирование в электронике. Рязань, 1981.

27. Скалкин, В. Ф. Энергетика и окружающая среда Текст. / В. Ф. Скалкин, А. А. Канаев, И. 3. Копп. — Л.: Энергоиздат, 1981.

28. Терехов В. М. Фаззи-управление в электротехнических системах Текст. // Электрика. 2002. №6

29. Чистяков Г. Н., Беляев Р. Ю. Анализ электромагнитной обстановки вблизи воздушных линий электропередачи при нарушении симметрии Текст./ Экологические системы и приборы № 7, 2008, с 31-33.

30. Чистяков, Г. Н. Моделирование передачи импульсных перенапряжений в электрические сети низкого напряжения Текст. / Г. Н. Чистяков, Н. И. Зубков, А.С. Гринев, Р. 10. Беляев // Технологии электромагнитной совместимости. 2006. - №18.-С. 27-34.

31. Чистяков, Г. Н. Мониторинг электромагнитной обстановки линий электропередачи Хакасской энергосистемы Текст. / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // Известия Вузов. Проблемы энергетики,- 2009.- №5-6.

32. Чистяков, Г. Н. Применение нечеткой логики при оптимизации компенсации реактивных нагрузок Текст. / Г. Н. Чистяков, Р. Ю. Беляев // Электрика. 2006. -№12.-С. 20-24.

33. Чуклеев С.Н. К вопросу о разрешимости нечетких уравнений Текст. В сб.: Модели выбора альтернатив в нечеткой среде. Рига: РПИ, 1984.

34. Шевель, Д. М. Электромагнитная безопасность Текст./ Д! М. Шевель.-К.:ВЕК+, К.:НТИ, 2002.

35. Электросмог и здоровье Электронный ресурс. Белорусский государственный медицинский университет.- www.electrosmoa.bv.ru.

36. Эйкофф П. Современные методы идентификации систем Текст. М: Мир, 1983.

37. Этингов П. В. Исследование робастности генетически оптимизированного нечеткого автоматического регулятора возбуждения Текст.// Тр. мол. Ученых ИСЭМ СО РАН 2002, №32.

38. Юдин, Д. Б. Математические методы управления в условиях неполной информации Текст. / Д. Б. Юдиню М.: «Сов радио», 1974.

39. Ягер P.P. Множества уровня для оценки принадлежности нечетких подмножеств Текст. В сб.: Нечеткие множества и теория возможностей. М: Радио и связь, 1986.

40. Atsushi Degawa. Улучшение методов обнаружения и подавления "плохой" информации при оценке состояния энергосистем Текст. "Дэнки гаккай ромбуси, Trans. Inst. Elec. Eng. Jap.", 1984, N2.

41. Attaviriyanuapap Pathom, Kita Hiroyuki. A fuzzy-optimization approach to dynamic economic dispatch considering uncertainties Текст. // IEEE Trans. Power Syst. 2004. 19 №3.

42. Bellman R.E., Zadeh L.A. Decision-Making in Fuzzy Environment Текст. // Management Science, vol. 17. 1970. - №4.

43. Cao An-zhao, Zhang Bin, Zhang Yong-rong, Qing Xian-hao. Annui gongcheng Применение нечеткой классификации для прогнозирования нагрузки в энергосистеме Текст. // J. Annui Univ. Technol. and Sci. Natur. Sci. 2005, 20, №1

44. Carlsson C. Fuzzy systems: basis for modeling methodology? Текст. "cybernetics and Systems", N15, 1984.

45. Cavallini A., Montanari G. C., Puletti F. A fuzzy logic algorithm to detect electrical trees in polymeric insulation system Текст. // IEEE Trans. Dielec. and Elec. Insul. 2005. 12. №6.

46. Cei Shaolan, Sun Caixin, Zhou Quan. Caodianya jishu. Метод прогноза нагрузки в энергосистеме, использующий нечеткие множества Текст. // High Voltage Eng. 2004. 30 №9.

47. Chin Hong-Chan. Fault section diagnosis of power system using fuzzy logic Текст. // IEEE Trans. Power Syst. 2003. 18 №1.

48. Deng Y. M., Ren X. J. Optimal capacitor switching with fuzzy load model for radial distribution system Текст.// IEE Proc. Commun. 2003. 150 №2.

49. Dong Li-xin, Xiao Deng-ming, wang Qiao-hua. Dianli xitong jiqi zidonghua xuebao. Применение метода нечеткой логики для диагностики повреждений трансформаторов Текст.// Proc. CSU-EPSA. 2004. 16 №5.

50. Fuzzy Logic Toolbox. User's Guide, Version 2.1 Текст. The Math Works, Inc., 2001

51. Fuzzy power flow solutions with reactive limits and multiple uncertainties Текст. Bijwe P. R., Hanmandlu M., Pande V. N. Elec. Power. Syst. Res. 2005. 76, №1-3.

52. Gu Jie. Shanghai jiaotong daxue xuebao. Методы нечеткой логики для средне и долгосрочного прогнозирования нагрузки энергетической системы Текст. // J. Shanghai Jiatong Univ. 2002. 36, №2.

53. Holmblad L.P., Osregaard J.J. Control of Cement Kiln by Fuzzy Logic. In Approximate Reasoning in Decision Analysis (Gupta M.M. and Sanchez E. Eds.) Текст.: Amsterdam, New York, Oxford. 1982 .

54. Huang H. C. Hwang R. C. Hsien J. G. Int J. Short — term power load forecasting by noun- fixed neural network model with fuzzy BP learning algorithm Текст. // Power and Energy Syst. 2002. 22, №1.

55. Kosko B. Fuzzy Systems as Universal Approximators Текст.// IEEE Trans, on Computers. 1994. Vol. 43. №11.

56. Lei Shao-lan, Sunlai-xin, Zhou Quan, Zhang Xiao-xing. Dianwang jishu. Применение теории нечетких приближенных рядов для пространственного прогнозирования нагрузки Текст.// Power. Syst. Technol. 2005. 29. №9.

57. Lin Fei, Lui Yutian, Qiu Xizhao. Diangong jishu xuebao. Использование нечетких (fuzzy) нейронных сетей в задаче обеспечения устойчивости переходных процессов в энергетической системе Текст. // Trans. China Electrotech. Soc. 2001. 16, № 2.

58. Mali О. P., Hariri A. Power system stabilizer based on a self learning adaptive network fuzzy interface system Текст.// Trans. Inst. Meas. and Contr. 2002. 24. №2

59. Mamdani E.H., Assilian S. An Experiment in Linguistic Synthesis with Fuzzy Logic Controller Текст.// Int. J. Man-Machine Studies. 1975 .

60. Mekhamer S. F., Soliman S. A., Moustafa M. A., El-Hawary M. E. Application of fuzzy logic for reactive power compensation of radial distribution feeders Текст. // IEEE Trans. Power. Syst. 2003. 18 №1.

61. Mishra S., Dash P. K., Hota P. K., Tripathy M. Genetically optimized neuro-fuzzy IPFC for damping modal oscillations of power systemTeKCT. // IEEE Trans. Power Syst. 2002. 17, №4.

62. Mori Hiroyuki, Kosemura Noriyuki, Ishigaro Kenta, Kondo Toru. Краткосрочный прогноз нагрузки с использованием нечеткой логики регрессионного анализа Текст. // Penki gakkai ronbunshi. Denryoku energi. В., Trans. Inst. Elec. Eng. Jap. B. 2001. 121, №12.

63. Vencatesh В., Ranjan R. Fuzzy EP algorithm and dynamic data structure for optimal capacitor allocation in radial distribution system Текст. // IEEE Proc. Ceneral., Transmiss. and Distrib. 2006. 153, №1.

64. Vlachogiannis J. G. Fuzzy logic application in load flow studies Текст. // IEEProc. General Transmiss and Distrib/ 2001/ 148. №1.

65. Wang Xin-xiu, Wu Yao-wu, Xiong, Метод краткосрочного прогноза нагрузки, основанный на использовании нейронной сети, нечетких множеств и преобразований малой пробной волны Текст.// Xinyin, 2004, 32, №4.

66. Xie Ke-fu, Luo An. Dianli zidonghua shebei. Нечеткая диагностическая система силового трансформатора, оптимизируемая с помощью силового трансформатора алгоритма Текст.// Elec. Power Autom. Equip. 2005. 25, №4.

67. Zhu Т. X., Tso S. K., Lo K. L. Wavelet-based fuzzy reasoning approach to power quality disturbance recognition Текст. // IEEE Trans. Power. Deliv. 2004. 19, №4.