Skip to main content
SUPERVISOR
اکبر ابراهیمی (استاد راهنما) محمود فتوحی فیروز آباد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Tahere Daemi
طاهره دائمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1384

TITLE

Implementation of Bayesian Network for Reliability Evaluation and Components Importance Ranking in Composite Power Systems
In this dissertation, Bayesian Network (BN) is used for reliability assessment of composite power systems with emphasis on importance evaluation of system components. A simple approach is presented to construct the BN associated with a given power system. The approach is based on the capability of the BN to learn from data which makes it possible to be applicable to large power systems. The required training data is provided by state sampling using the Monte Carlo simulation. The constructed BN is then used to perform different probabilistic assessments such as ranking the criticality and importance of system components from reliability perspective. The BN is also used to compute the frequency and duration-based indices without time sequential simulation based inferences. The proposed approach provides the possibility of assessing the components importance in view of different load points. The proposed BN framework is also extended to evaluate reliability energy indices and to achieve a more comprehensive BN model, the approach to consider the weather conditions in the BN is also presented.
هدف اصلی در مطالعات معمول قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت، برآورد شاخص‌های کمّی معینی است که توانایی و کفایت سیستم قدرت در عرضه انرژی الکتریکی سیستم را برآورد می¬نماید. امّا علاوه بر این شاخص¬های کلّی، شناسایی و تعیین تأثیر و رتبه¬بندی نقش هر یک از عناصر مهم سیستم به¬ویژه واحد¬های نیروگاهی مختلف، ترانسفورمرهای قدرت و خطوط انتقال انرژی الکتریکی در قابلیت اطمینان و برآورد کفایت سیستم در تغذیه هریک از نقاط بار اصلی نیز می‌تواند از جنبه‌های مختلف برنامه¬ریزی و بهره¬برداری بهینه از سیستم مفید و موثر باشد. این ارزیابی تفصیلی از قابلیت اطمینان سیستم قدرت و نقاط بار آن مبنای شناسایی نقاط ضعیف سیستم، شناسایی زمینه و علل اصلی بی¬برقی¬ها، تهیه برنامه¬های تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و برنامه¬ریزی جهت تقویت و توسعه سیستم قدرت خواهد بود. عناصر یک سیستم مهندسی از دیدگاه‌های مختلف دارای مراتب اهمیت متفاوتی هستند. به منظور کمّی‌کردن اهمیت عناصر، اندازه‌های اهمیت گوناگونی مطرح و جهت برآورد آنها از دو دسته روش‌های تحلیلی و روش‌های مبتنی بر شبیه‌سازی استفاده شده‌ است. اما برای سیستم‌های پیچیده¬ای‌ مانند سیستم‌های قدرت مرکب، متشکل از سیستم تولید و انتقال انرژی، بکارگیری روش‌های تحلیلی مستلزم بدست آوردن تابع قابلیت اطمینان سیستم برحسب قابلیت اطمینان عناصر آن می¬باشد که امری مشکل و اغلب ناممکن است. برآورد اندازه‌های اهمیت عناصر سیستم با استفاده از روش‌های مبتنی بر شبیه‌سازی نیز نیازمند صرف حجم و زمان محاسبات زیاد و ناکارآمد است. هدف اصلی این رساله طراحی و ارائه چارچوب مناسبی بر مبنای استفاده از شبکه‌های بیزی (BN)، جهت ارزیابی تفصیلی و سریع از قابلیت اطمینان سیستم‌های قدرت مرکب و بویژه ارزیابی میزان اهمیت و رتبه‌بندی نقش عناصر در شاخص‌های قابلیت اطمینان و برآورد کفایت سیستم در تأمین بار در نقاط مختلف است. اولین قدم در راستای استفاده از شبکه‌های بیزی، ساختن شبکه بیزی متناظر با سیستم مورد مطالعه است. در مطالعات قابلیت اطمینان سیستمهای قدرت، تاکنون استفاده از شبکه‌های بیزی بیشتر به ارزیابی قابلیت اطمینان سیستم‌های توزیع با ساختار شعاعی و موارد معدودی از سیستم¬های قدرت مرکب کوچک محدود بوده است. زیرا در این سیستم¬ها منطق وقوع خطا روشن و آثار آن به¬سادگی قابل تشخیص و در نتیجه تشکیل شبکه بیزی نظیر بر اساس توپولوژی سیستم به¬راحتی امکان¬پذیر است. امّا برای سیستم‌های قدرت مرکب، تشکیل شبکه‌های بیزی مستلزم تشخیص کات‌ست‌های مینیمال و یا درخت خطای نظیر سیستم است که بویژه در سیستم‌های بزرگ با توجه به پیچیدگی، قیود مختلف بهره‌برداری و شرایط بارگذاری تصادفی میسّر نیست. در این رساله، به ارائه روش‌ مناسبی جهت تشکیل شبکه بیزی نظیر سیستم قدرت مرکب پرداخته شده است. روش ارائه شده مبتنی بر قابلیت یادگیری شبکه‌های بیزی از داده‌های آموزشی و قابل کاربرد در سیستم‌های قدرت مرکب بزرگ است. جهت فراهم ساختن مجموعه نمونه آموزشی مورد نیاز شبیه‌‌سازی مونت کارلو و به منظور ارزیابی دقیق‌تر بخش انتقال روش نمونه‌برداری اهمیت مورد استفاده قرار گرفته است. انجام ارزیابی‌‌های احتمالی مختلفی از جمله شناسائی نقاط ضعیف، تشخیص باس‌بارهای بحرانی از نظر احتمال وقفه در تأمین بار آنها، برآورد اندازه‌‌های اهمیت متداول عناصر و رتبه¬بندی اهمیت عناصر سیستم از جنبه‌های گوناگون از جمله مواردی است که با استفاده از شبکه بیزی بدست آمده براحتی و به¬سرعت قابل انجام است. چگونگی اعمال تغییرات سالانه بار در مدل BN، چگونگی محاسبه شاخص‌های فرکانس و مدت با کمک BN و بدون بکارگیری شبیه‌سازی‌های طولانی مبتنی بر دنباله‌های زمانی، همچنین چگونگی توسعه شبکه‌های بیزی براساس دیاگرام تأثیر به منظور تعیین شاخص مقدار انتظاری انرژی تأمین نشده و ارزیابی تأثیر عناصر مختلف بر این شاخص‌ها نیز در این رساله مورد بررسی قرار گرفته است. نظر به اینکه آب و هوا تأثیر قابل توجهی بر نرخ خطای برخی عناصر بویژه خطوط انتقال هوایی دارد، لذا در یک مدل جامع‌تر از شبکه بیزی، چگونگی در نظر گرفتن اثر آب و هوا در برآورد قابلیت اطمینان سیستم قدرت مرکب نیز مورد توجه قرار گرفته است. کارآیی و اعتبار روش پیشنهادی در مباحث مختلف مطرح شده، در شبکه¬های آزمون استاندارد RBTS، IEEE-RTS و نسخه‌های اصلاح شده آنها پیاده¬سازی و نتایج حاصل مورد ارزیابی قرار گرفته است. کلمه‌های کلیدی: سیستم قدرت مرکب، قابلیت اطمینان، اندازه های اهمیت عناصر، شبکه‌های بیزی، مونت کارلو

ارتقاء امنیت وب با وف بومی