ترجمه فارسی عنوان مقاله
تخمینگر فازور میمیک تطبیقی مبتنی بر تبدیل فوریه‌ی گسسته برای کاربردهای رله دیستانس
عنوان انگلیسی
A Discrete Fourier Transform-Based Adaptive Mimic Phasor Estimator for Distance Relaying Applications
| کد مقاله | سال انتشار | تعداد صفحات مقاله انگلیسی |
|---|---|---|
| 52966 | 2006 | 11 صفحه PDF |
منبع
Publisher : IEEE (آی تریپل ای)
Journal : IEEE Transactions on Power Delivery, Page(s): 1836 - 1846 ISSN : 0885-8977 INSPEC Accession Number: 9105503
فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
عبارات شاخص
مقدمه
شکل1: دیاگرام بلوکی تخمینگر فازور میمیک تطبیقی
تبدیل فوریه‌ی گسسته (DFT)
الگوریتم تخمین فازور میمیک مبتنی بر DFT
الف. پیاده‌سازی بر اساس FCDFT (DFT تمام سیکل)
ب. پیاده‌سازی بر اساس DFT نیم‌سیکل
طرح تطبیقی
شکل2. خط انتقال با خطای مسافت کوتاه.
شکل3. طرح تطبیقی برای بدست آوردن پارامتر میراشونده.
شکل4. طرح تطبیقی تکرارشونده برای دستیابی به ثابت زمانی dc میراشونده.
نتایج شبیه‌سازی
الف. موارد سیگنال‌های تست- تست نظریه‌ی اساسی
شکل5. شکل موج جریان مدار 1.
شکل6. دامنه‌های فازور اساسی جریان در مدار 1 که توسط الگوریتم‌های مختلف فیلترکننده محاسبه شده‌اند.
شکل7. تصویر بزرگنمائی شده از مستطیل خط‌چین شکل6.
ب. موارد سیگنال‌های تست- تست امپدانس منبع
ج. مقایسه‌ی بین طرح تطبیقی و طرح تطبیقی تکرارشونده
د. موارد خط انتقال دچار خطا
جدول1: پارامترهای خط انتقال
ه. ارزیابی عملکرد
جدول2: نتایج ارزیابی عملکرد
بحث
نتیجه‌گیری
ترجمه‌ی زیرنویس شکل‌ها
شکل8. معکوس پاسخ ثابت زمانی مدار1.
شکل9. شکل موج جریان مدار2.
شکل10. دامنه‌های فازور فرکانس پایه‌ی جریان در مدار2 که توسط الگوریتم‌های مختلف فیلترینگ محاسبه شده است.
شکل11. تصویر بزرگنمائی شده از سیکل‌های 4 تا سیکل‌های 5/6 .
شکل12. معکوس پاسخ ثابت زمانی مدار2.
شکل13. سیستم برای تست امپدانس منبع.
شکل14. پاسخ دامنه‌ی فازور پایه‌ی VT و IS بدست آمده از FCDFT معمولی.
شکل15. پاسخ دامنه‌ی فازور پایه‌ی VT و IS بدست آمده از به ترتیب FCDFT معمولی و AMPE مبتنی بر FCDFT.
شکل16. دامنه‌ی امپدانس ظاهری بدست آمده از اطلاعات شکل‌های 14 و 15.
شکل17. دامنه‌ی فازور پایه‌ی جریان مدر2 بدست آمده از طرح تطبیقی مبتنی بر HCDFT و طرح تطبیقی تکرارشونده.
شکل18. معکوس ثابت زمانی مدار2 بدست آمده از طرح تطبیقی مبتنی بر HCDFT و طرح تطبیقی تکرارشونده.
شکل19. موارد تکرارشونده‌ی طرح تطبیقی تکرارشونده.
شکل20. دیاگرام تک خطی تکفاز خطوط انتقال تست.
شکل21. شکل موج جریان تکفاز سمت ارسال.
شکل22. شکل موج ولتاژ تکفاز سمت ارسال.
شکل23. دامنه‌های فازور پایه‌ی جریان تکفاز سمت ارسال.
شکل24. دامنه‌های امپدانس ظاهری تفکاز سمت ارسال.
شکل25. شکل موج جریان تکفاز سمت دریافت.
شکل26. شکل موج ولتاژ تکفاز سمت دریافت.
شکل27. دامنه‌های فازور پایه‌ی جریان تکفاز سمت دریافت.
شکل28. دامنه‌ی امپدانس ظاهری تکفاز سمت دریافت.
شکل29. فازورهای تکفاز ولتاژو جریانZapp× توسط فیلتر میمیک به علاوه DFT.
شکل30. فازورهای تکفاز ولتاژو جریانZapp× توسط AMPE مبتنی بر FCDFT.
شکل31. امپدانس ظاهری الگوریتم‌های مختلف فیلترینگ.
شکل32. دامنه‌ی فازورهای تکفاز ولتاژو جریانZapp× توسط الگوریتم گو و یو [3].
شکل33. شکل موج جریان.
شکل34. پاسخ دامنه‌ی فازور پایه بدست آمده توسط الگوریتم مبتنی بر HCDFT.
عبارات شاخص
مقدمه
شکل1: دیاگرام بلوکی تخمینگر فازور میمیک تطبیقی
تبدیل فوریه‌ی گسسته (DFT)
الگوریتم تخمین فازور میمیک مبتنی بر DFT
الف. پیاده‌سازی بر اساس FCDFT (DFT تمام سیکل)
ب. پیاده‌سازی بر اساس DFT نیم‌سیکل
طرح تطبیقی
شکل2. خط انتقال با خطای مسافت کوتاه.
شکل3. طرح تطبیقی برای بدست آوردن پارامتر میراشونده.
شکل4. طرح تطبیقی تکرارشونده برای دستیابی به ثابت زمانی dc میراشونده.
نتایج شبیه‌سازی
الف. موارد سیگنال‌های تست- تست نظریه‌ی اساسی
شکل5. شکل موج جریان مدار 1.
شکل6. دامنه‌های فازور اساسی جریان در مدار 1 که توسط الگوریتم‌های مختلف فیلترکننده محاسبه شده‌اند.
شکل7. تصویر بزرگنمائی شده از مستطیل خط‌چین شکل6.
ب. موارد سیگنال‌های تست- تست امپدانس منبع
ج. مقایسه‌ی بین طرح تطبیقی و طرح تطبیقی تکرارشونده
د. موارد خط انتقال دچار خطا
جدول1: پارامترهای خط انتقال
ه. ارزیابی عملکرد
جدول2: نتایج ارزیابی عملکرد
بحث
نتیجه‌گیری
ترجمه‌ی زیرنویس شکل‌ها
شکل8. معکوس پاسخ ثابت زمانی مدار1.
شکل9. شکل موج جریان مدار2.
شکل10. دامنه‌های فازور فرکانس پایه‌ی جریان در مدار2 که توسط الگوریتم‌های مختلف فیلترینگ محاسبه شده است.
شکل11. تصویر بزرگنمائی شده از سیکل‌های 4 تا سیکل‌های 5/6 .
شکل12. معکوس پاسخ ثابت زمانی مدار2.
شکل13. سیستم برای تست امپدانس منبع.
شکل14. پاسخ دامنه‌ی فازور پایه‌ی VT و IS بدست آمده از FCDFT معمولی.
شکل15. پاسخ دامنه‌ی فازور پایه‌ی VT و IS بدست آمده از به ترتیب FCDFT معمولی و AMPE مبتنی بر FCDFT.
شکل16. دامنه‌ی امپدانس ظاهری بدست آمده از اطلاعات شکل‌های 14 و 15.
شکل17. دامنه‌ی فازور پایه‌ی جریان مدر2 بدست آمده از طرح تطبیقی مبتنی بر HCDFT و طرح تطبیقی تکرارشونده.
شکل18. معکوس ثابت زمانی مدار2 بدست آمده از طرح تطبیقی مبتنی بر HCDFT و طرح تطبیقی تکرارشونده.
شکل19. موارد تکرارشونده‌ی طرح تطبیقی تکرارشونده.
شکل20. دیاگرام تک خطی تکفاز خطوط انتقال تست.
شکل21. شکل موج جریان تکفاز سمت ارسال.
شکل22. شکل موج ولتاژ تکفاز سمت ارسال.
شکل23. دامنه‌های فازور پایه‌ی جریان تکفاز سمت ارسال.
شکل24. دامنه‌های امپدانس ظاهری تفکاز سمت ارسال.
شکل25. شکل موج جریان تکفاز سمت دریافت.
شکل26. شکل موج ولتاژ تکفاز سمت دریافت.
شکل27. دامنه‌های فازور پایه‌ی جریان تکفاز سمت دریافت.
شکل28. دامنه‌ی امپدانس ظاهری تکفاز سمت دریافت.
شکل29. فازورهای تکفاز ولتاژو جریانZapp× توسط فیلتر میمیک به علاوه DFT.
شکل30. فازورهای تکفاز ولتاژو جریانZapp× توسط AMPE مبتنی بر FCDFT.
شکل31. امپدانس ظاهری الگوریتم‌های مختلف فیلترینگ.
شکل32. دامنه‌ی فازورهای تکفاز ولتاژو جریانZapp× توسط الگوریتم گو و یو [3].
شکل33. شکل موج جریان.
شکل34. پاسخ دامنه‌ی فازور پایه بدست آمده توسط الگوریتم مبتنی بر HCDFT.
ترجمه کلمات کلیدی
تخمینگر فازور میمیک تطبیقی، مولفه‌ی dc میراشونده، تبدیل فوریه‌ی گسسته، رله‌ی دیستانس، فازور -
کلمات کلیدی انگلیسی
Adaptive mimic phasor estimator,
decaying dc component,
discrete Fourier transform,
distance relaying,
phasor,
ترجمه چکیده
در طرح‌های رله حفاظتی، واحد فیلتر دیجیتال نقشی اساسی برای محاسبه‌ی فازور صحیح ایفا می‌کند. با این حال، در حالی که جریان خطا حاوی مقدار قابل توجهی مولفه‌ی dc میراشونده است، افزایش بُرد حفاظت دیستانس موجب مشکل جدی خواهد شد. این کار یک تخمینگر فازارو میمیک تطبیقی را توسعه می‌دهد تا نوسان dc میراشونده‌ی بین ولتاژ و جریان از بین رفته و امپدانس ظاهری صحیحی بدست آید. ابتدا، یک تخمینگر فازور میمیک مبتنی بر تبدیل فوریه‌ی گسسته توسعه می‌یابد. سپس، یک طرح تطبیقی ارائه می‌شود تا ثابت زمانی میراشوندگی بدست آید. برخلاف ثابت زمانی dc میراشونده‌ی ثابت به کار رفته در فیلتر میمیک دیجیتال، الگوریتم ارائه شده از اطلاعات پارامترهای خط انتقال که در اندازه‌گیری‌های ولتاژ و جریان پنهان هستند استفاده می‌کند تا ثابت زمان dc میراشونده را با مقدار صحیح تقریب زند. بنابراین، خطای تقریب فیلتر میمیک ناشی از عدم تطابق ثابت زمانی را می‌توان از بین برد. هر دو نسخه‌ی سیکل کامل و نیم‌سیکل در این کار توسعه می‌یابند. نتایج شبیه‌سازی نشان دهنده‌ی کارائی این الگوریتم جدید برای کاربردهای رله دیستانس است.
ترجمه مقدمه
در طرح‌های رله حفاظتی، فناوری‌های فیلتر دیجیتالی نقش‌های مهمی را ایفا کرده است. معمولا، گسترده‌ترین الگوریتم به کار رفته عبارت است از تبدیل فوریه‌ی گسسته (DFT) [1]. وقتی اندازه‌گیری‌ها شامل تنها فرکانس اصلی و برخی مولفه‌های خاص فرکانس هارمونیک عدد صحیح باشد، DFT تمام‌سیکل تنها به نمونه‌های یک سیکل نیاز دارد تا به فازور پایه‌ی اصلی دست یابد. با این حال، در بیشتر موارد، جریان‌های خطا شامل یک مولفه‌ی dc میراشونده نیز هستند. از آنجا که مولفه‌های هارمونیکی غیرصحیح در dc میراشونده وجود دارند، الگوریتم DFT قادر به فیلتر کردن مولفه‌ی dc میراشونده نیست.
مقالات زیادی [2]-[5] برای حذف این مولفه‌ی dc میراشونده از فازور، ارائه شده است. آقای بنمویال یک تکنیک فیلتر میمیک دیجیتالی برای حذف این مولفه ارائه داده است. ثابت زمانی dc میراشونده ابتدا از تحلیل خط انتقال به دست می‌آید. سپس، dc میراشونده توسط معادله‌ی مدار میمیک دیجیتال حذف می‌شود. در [3] و [4]، گو و یانگ الگوریتم‌های مبتنی بر DFT را ارائه کردند تا مولفه‌ی dc میراشونده را به طور کامل حذف کنند. این الگوریتم‌ها از نتایج سه DFT پیوسته استفاده می‌کنند تا پارامترهای مجهول مولف‌ی dc میراشونده را محاسبه کنند. لذا، ثابت زمانی و دامنه‌ی مولفه‌ی dc میراشونده را می‌توان دقیقا به دست آورد، و مولفه‌ی dc میراشونده را حذف کرد. در [5]، سیدها یک تکنیک فیلترکنندگی مبتنی بر DFT برای حذف مولفه‌ی dc میراشونده پیشنهاد داد. این الگوریتم از معادلات همزمان توسعه یافته توسط یک اساس هارمونیکی مختلف استفاده می‌کند تا پارامترای نامعلوم یک مولفه‌ی dc میراشونده بدست آید. بنابراین، مولفه‌ی dc میراشونده را می‌توان به سرعت توسط نمونه‌های نیم یا یک سیکل حذف کرد.
الگوریتم‌های فوق را می‌توان بر اساس روش بدست آوردن ثابت زمانی dc میراشونده به دو دسته تقسیم‌بندی کرد.
1) با تحلیل شکل‌موج: همانطور که در [3]-[5] ارائه شد، طراحی یک فیلتر دیجیتال مبتنی بر تحلیل شکل‌موج سیگنال است. ابتدا، مولفه‌ی dc میراشونده فرض می‌شود که در اندازه‌گیری‌ها دخیل باشد. سپس، پاسخ دقیق دامنه و ثابت زمانی مولفه‌ی dc میراشونده توسط فرایند فیلتر دیجیتال تعیین می‌شود. در نهایت، فازور دقیق را می‌توان با حذف مولفه‌ی dc میراشونده به دست آورد.
2) با تحلیل خط انتقال: همانطور که در [2] بیان شد، طراحی فیلتر میمیک مبتنی بر تحلیل پارامتر خط انتقال است. ابتدا، یک ثابت زمانی dcمیراشونده‌ی مناسب بدست می‌آید. سپس، ثابت زمانی dc میراشونده به صورت یک ثابت برای فیلتر میمیک دیجیتال داده می‌شود. در نهایت، مولفه‌ی dc میراشونده را می‌توان با معادلات مدار میمیک حذف کرد.
اگر مولفه‌ی dc میراشونده وجود نداشته باشد، روش تحلیل شکل‌موج می‌تواند نتایج بسیار دقیقی داشته باشد. با این حال، برای سیگنال طبیعی که مولفه‌ی dc میراشونده در آن موجود نیست، نیاز به برخی طرح‌های اضافی برای قضاوت و تنظیم فرایند فیلترکنندگی است. در غیر این صورت، نتیجه‌ی فیلترکنندگی شاید واگرا باشد. از سوی دیگر، روش تحلیل خط انتقال قوی‌تر است. فیلتر میمیک می‌تواند به خوبی برای هر دو سیگنال طبیعی و سیگنال دارای مولفه‌ی dc میراشونده کار کند. اگر ثابت زمانی داده شده به فیلتر میمیک نزدیک به مقدار واقعی باشد، dc میراشونده را می‌توان به طور کامل از اندازه‌گیری حذف کرد. با این حال، اگر ثابت زمانی مربوط به یک فیلتر میمیک از مقدار صحیح فاصله‌ی زیادی داشته باشد، ثابت زمانی عدم تطابق موجب خطای غیرقابل چشم‌پوشی می‌شود.
این کار یک تخمینگر فازور میمیک تطبیقی (AMPE) برای حذف مولفه‌ی dc میراشونده‌ی بین فازورهای ولتاژ و جریان را توسعه داده و امپدانس ظاهری صحیحی را بدست می‌آورد. دیاگرام بلوکی تخمینگر ارائه شده در شکل1 ترسیم شده است. ابتدا، یک تخمینگر فازور میمیک مبتنی بر DFT توسعه می‌یابد. سپس، یک طرح تطبیقی ارائه می‌شود تا ثابت زمانی میراشونده بدست آید. برخلاف ثابت زمانی dc میراشونده‌ی ثابت به کار رفته در فیلتر میمیک دیجیتال، الگوریتم ارائه شده از اطلاعات پارامترهای خط انتقال پنهاد در اندازه‌گیری‌های ولتاژ و جریان استفاده می‌کند تا به طور تطبیقی ثابت زمانی dc میراشونده را با مقدار صحیح آن تقریب بزند. بنابراین، خطای تخمین در فیلتر میمیک ناشی از عدم تطابق ثابت زمانی را می‌توان حذف کرد. در همین حین، تکنیک ارائه شده مشابه فیلتر میمیک است. به این معنا که فرایند فیلترکنندگی می‌تواند برای هر دو سیگنال طبیعی و سیگنال دارای مولفه‌ی dc میراشونده به خوبی کار کند.
شکل1. دیاگرام بلوکی تخمینگر فازور میمیک تطبیقی
ادامه‌ی این مقاله به این صورت سازماندهی شده است. بخش2 نظریه‌ی اساسی DFT را ارائه می‌کند. بخش3 الگوریتم تخمین فازوری میمیک مبتنی بر DFT را ارائه می‌کند. بخش4 طرح تطبیقی برای دستیابی به ثابت زمانی dc میراشونده را توصیف می‌کند. بخش5 برخی نتایج شبیه‌سازی بدست آمده از برخی سیگنال‌های تست و خوط انتقال دچار خطای مدل شده با MATLAB را ارائه می‌کند [6]. سپس، بخش 6 برخی پدیده‌های خاص مطالعات شبیه‌سازی را به طور دقیقا بحث می‌کند. نتیجه‌گیری‌ها نیز در نهایت در بخش 7 ارائه می‌گردد.
پیش نمایش مقاله
