University of Girona Marco de desarrollo Motivación del trabajo Síntesis de la investigación...

1

University of Girona

Marco de desarrollo

Motivación del trabajo

Síntesis de la investigación

Trabajos complementarios

Proyecto de tésis

1

Voltage Sag Characterization and Classification for Diagnosis in Electric

Power Quality Domain

Barcelona, Febrero 4 de 2004

Juan José Mora FlórezUniversitat de

Girona

2


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

2

Contenido

Marco de desarrollo.


Síntesis de la investigación.

Trabajos complementarios.

Proyecto de tésis.

3


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

3

Marco de la investigación

Proyectos de influencia

Supervision Experta de la Calidad de Servicio Eléctrico (CICYT DPI SECSE. DPI2001-2198 )

Advanced Decision Support Systems for Chemical/Petrochemical processes – CHEM (EC IST program: IST-2000-61200)

En este proyecto participan 10 empresas privadas y 7 universidades de Suecia, Finlandia, Noruega, Francia, Polonia, Inglaterra y España.

En esta investigación se ha realizado en el grupo eXiT de la Universitat de Girona.

4


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

4

Título del trabajo de investigación

Voltage Sag Characterization and Classification for Diagnosis in Electric Power Quality Domain

Valor eficaz de la onda de tensión

1.00.9

0.1

Onda de tensión

Huecos de tensión

Reducción de la tensión en un rango entre 0.9 y 0.1 p.u. de su valor eficaz, por un tiempo mayor a medio ciclo y menor que 1 minuto [IEEE, IEC]

5


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

5

Red eléctrica

Clientes Clientes

Sistema de potencia moderno

Generación

Transmisión

Distribución

Cargas

Investigación

Investigación

Sistema de potencia tradicional

Porque estos cambios??

Motivación de la investigación

6


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

6

Red eléctrica

Clientes Clientes

Sistema de potencia moderno

Generación

Transmisión

Distribución

Cargas

InvestigaciónInvestigación

Sistema de potencia tradicional

Cambios dados por:

Desregulación, privatización, reestructuración de la industria eléctrica.

Desarrollo sostenible- transporte de energía renovable; generación distribuida (conectada a bajo tensión), plantas combinadas de energía eléctrica y térmica.

Altos requerimientos de calidad y confiabilidad exigida por los clientes.

Equipos de alta tecnología: disponibilidad de equipos electrónicos y de telecomunicaciones baratos.

7


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

7

Sistema de potencia

Cliente

Calidad de tensión

Calidad de corriente

Calidad de Potencia

Calidad de tensión y corriente

Calidad de suministroCalidad del servicio

Calidad de consumoComportamiento del cliente

Otras definiciones de calidad

Calidad de potencia

Calidad de tensión

Calidad de corriente

8


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

8

Porque es importante la calidad de potencia ?

El equipo actual es más sensible.

El equipo causa disturbios sobre el sistema.

Existe la necesidad de criterios de estandarización y de

desempeño.

Las empresas eléctricas quieren entregar un buen producto.

La calidad tiene que ser medida.

9


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

9

El diagnóstico automático de perturbaciones es un tema importante y actual por:

• La clasificación automática es necesaria para la preselección de los eventos más importantes, interesantes y peligrosos. (Caso reportado 10 000 eventos por dia)

• Los métodos de caracterización y classificación, deben obtener resultados comparables con los métodos puramente analíticos.

• El diagnóstico oportuno del fallo reduce el tiempo de restauración del proceso, mejorando los índices de calidad.

Motivación específica

10


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

10

Hueco de tensión

Caracterización

x1: Duración

x2: Profundidad

xn: Pendiente de

recuperación

Descriptores del hueco

Hueco Clase

H1 C1 H2 C2 H3 C4 H4 C7 H5 C3

Trans – Zona 1 Distr – InstDistr – Diff

Trans – Zona 2Trans – Zona 1

Prototipo

P10 P11P18P14P21

Local. del fallo

Análisis del experto

Clasificación (LAMDA)

d1xj

x

descriptor d1 of Cj

descriptor d2 of Cj

descriptor dn of Cj

descriptor d1 of Cm

descriptor d2 of Cm

descriptor dn of Cm

descriptor d1 of C1

descriptor d2 of C1

descriptor dn of C1

GADCm ( x )

Max

Object Descriptors m class MADs Class assignment

di xj

dnxj

GADCj ( x )

GADC1 ( x )


11


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

11Caída

Sistema bajo fallo Recuperación

Descriptores Trifásicos (Profundidad y Duración)Descriptores Trifásicos

Descriptores Monofásicos

Tiempo

0.9

Vrms [p.u.]

1.0

Duración de estado mínimo

Pendiente de caída

Profundidad monofásica (h)

Duración monofásica

Pendiente de recuperación

Descriptores Monofásicos

Definición de los descriptores

12


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

12

Resultados de la clasificación

DescripciónTransversal 111 - 565

Clasificación por etapas 1 - 5 1 - 6 1 - 5

Clasificación ClasificaciónClasificación

Caída Sistema bajo fallo Recuper

Duración de estado mínimo

Pendiente de caída

Profundidad monofásica (h)

Duración monofásica

Tiempo

0.9

Vrms [p.u.]

1.0Pendiente de recuperación

13


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

13

Aportaciones – Definición de etapas

Caída Sistema bajo fallo Recuper Tiempo

Vrms [p.u.]

•Definición de las tres etapas características del hueco, con base en el efecto de la falla sobre el sistema eléctrico de potencia.

•Selección de descriptores que representen adecuadamente cada etapa de falla.

Caída Sistema bajo falla Recuperación

Profundidad 3f, Profundidad 1f, Pendiente de recuperación 1f

Profundidad 3f, Duración 3f, profundidad 1f, duración 1f, t_minimo 1f.

Profundidad 3f, Profundidad 1f, Pendiente de caída 1f

Diferido

Instantáneo

Zona 3

Zona 2

Zona 1

14


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

14

Aportaciones – Localización de falla

• Establecimiento de una relación entre la clase del hueco y los sistemas de protección que actúan cuando ocurre una falla.

0

246

8

1012

1416

18

113

121

123

131

221

223

224

314

321

322

324

333

334

413

433

463

513

524

533

535

544

554

555

Clases

Po

rcen

taje

Diferido InstantáneoZona 3Zona 2Zona 1

0

5

10

15

20

25

30

35

A Ca Cb Cc Da Db DcTipo de hueco

Po

rcen

taje

Differed

Instantaneous

Level 3

Level 2

Level 1

Diferido Instantáneo Zona 3Zona 2Zona 1

• Determinación de información complementaria, asociada al tipo de falla [Bollen] y la protección del sistema eléctrico.

15


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

15

Aportaciones – Huecos representante

• Determinación del hueco que representa cada clase obtenida, para las medidas tomadas en una subestación de distribución

Voltage Sag (S240202 02_35_36)

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

144.29 269.22 394.15 519.08 644.00Time [ms]

Rm

s V

olt

ag

e [

p.u

.]

Rms voltage AB Rms Voltage BC Rms Voltage CA

Transmission - Level 1113 prototype

Voltage Sag (S220802 05_38_01)

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

144.29 269.22 394.15 519.08 644.00Time [ms]

Rm

s V

olt

ag

e [

p.u

.]

Rms voltage AB Rms Voltage BC Rms Voltage CA

Distribution - Difered554 prototype

16


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

16

Desarrollo y prueba de la herramienta para predicción y detección de fallos “Qualitative Situation Assessment tool”

Aporte: Combinación de técnicas de representación cualitativa de señales (episodios), con el algoritmo de clasificación LAMDA.

Aplicaciones:

Detección de fallas en un proceso de generación de vapor.

Detección de fallas proceso de gasificación de laboratorio.

Detección y predicción de fallas (slips) en un horno de soplado de alta temperatura.

Caracterización de nuevos clientes del banco, de acuerdo una base de datos de clientes antiguos.

Aporte: Combinación de técnicas de análisis estadístico de señales con el algoritmo de clasificación LAMDA.


17


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

17

•Caracterización de los huecos de tensión.• Estudio de la propagación de los huecos en la red• Estudio de técnicas adecuadas de procesamiento de señal

•Clasificación.• Tratamiento analítico de los huecos de tensión usando

técnicas propias de ingeniería eléctrica.

• Clasificación usando como base el algoritmo LAMDA

•Diagnóstico de la falla.• Desarrollo de un método que combine métodos

algorítmicos y de inteligencia artificial para localizar la falla

Proyecto de tesis

Temas de profundización de la investigación

18


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

18

Caracterización de los huecos de tensión0.9

Vrms [p.u.]

1.0

Time

Electric Power Systems & Signals and Systems groups

Plan de trabajo ITime Line

Year 1 Year 2 Activity Description B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12

6.2.1. Characterization of voltage sag registers.

Study the voltage sag propagation in the power system

Study the signal processing techniques to characterize voltage sags.

Develop a voltage sag characterization methodology.

6.2.2. Classification of voltage sags

Classify voltage sags

Configure a database of resulting classes

6.2.3. Location of the cause that produces voltage sags.

Propose a fault location approach based in classification techniques.

Test the fault location approach based in voltage sag measures

6.2.4. Elaboration of final thesis documentation

Write the thesis emphasizing the contributions to classification and power quality.

Report the results and main contributions in international journals

19


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

19

Time Line Year 1 Year 2 Activity Description

B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12














Clasificación de los huecos de tensión

Tratamiento con métodosingeniería eléctrica

Técnicas de IA

Plan de trabajo II

20


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

20


B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12














Diagnóstico de la falla

5

7

11 8

1

2

4

L1

6

10

9 3

Recopilación y análisis de la información

No ¿Aprobación final ?

Elaboración de planteamientos iniciales

Simulación y/o presentación en debate Corrección de la consigna

Elaboración de las consignas definitivas

Si

Plan de trabajo III

21


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

21


B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12














Informe final y publicación de resultados

Plan de trabajo IV

22


Marco de desarrollo




Proyecto de tésis

22

Juan José Mora Flórez

Gracias !!!

University of Girona Marco de desarrollo Motivación del trabajo Síntesis de la investigación...

Documents

Transcript of University of Girona Marco de desarrollo Motivación del trabajo Síntesis de la investigación...