به کارگیری آنتولوژی در تحلیل عملکرد سیستم قدرت

[saghar... 6,666]

در سالهای اخیر، گسترش سریع اتوماسیون سیستم قدرت ، محدوده استفاده از داده و سرعت انتقال آن را به طرز گسترده‌ای بهبود بخشیده‌است. این امر، تحقق تحلیل‌های پیشرفته سیستم قدرت را با توجه به سطح منابع اطلاعاتی تسهیل می‌نماید.

با این وجود، نرم افزارهای تحلیلی مقیاس بزرگ، همچنان از نقطه نظر ارتباطات داخلی و عملکرد مستقل دارای مشکلاتی می‌باشند. جهت تحقق ارتباطات همساز داخلی میان قطعات مختلف نرم افزاری، می‌بایست از سطوح داده و اطلاعات شروع کرده و وضع موجود را از دو منظر مورد بررسی قرار داد:

 

۱- استانداردسازی مدل داده: مدلهای توصیفی مولفه‌های سیستم قدرت می‌بایست با یکدیگر مطابقت داشته باشند تا بدین طریق، عملکرد متقابل میان قطعات نرم افزاری تسهیل گردد.

۲- تحویل بدون ابهام دانش در میان نرم افزار: در مقایسه با تسهیم نرم افزار در میان سطوح داده، تسهیم نرم افزار در سطح دانش، دارای راندمان کاری بالاتر و مشخصات ذاتی بهتری می‌باشد.

 

به کار گیری یک آنتولوژی در زمینه تحلیل عملکرد سیستم قدرت، جهت حل مساله تسهیم دانش در میان نرم افزار ، ضروری است. این آنتولوژی، اساس ساخت نرم افزار تحلیلی پیشرفته در مقیاس بزرگ (به طور خاص، یک نرم افزار هوشمند) می‌باشد.

 

مفهوم آنتولوژی:

آنتولوژی برای گردآوری دانش مرتبط با یک زمینه خاص بکار می‌رود و بیانی رسمی و صریح از مشخصات یک مفهوم می‌باشد. آنتولوژی مفاهیم موجود در یک زمینه و همچنین رابطه بین آنها را تشریح می‌کند. رسمی بودن آنتولوژی به این معنی است که قابل خواندن توسط ماشین می‌باشد و صریح بودن آن به این معنی است که نوع مفاهیم بکار رفته و محدودیتهای آنها را صریحا تعریف می‌کند.

آنتولوژی در سیستم قدرت:

تا کنون، مفهوم آنتولوژی در سیستم قدرت، در موارد بسیار محدودی به کار برده شده‌است.

در این گزارش، آنتولوژی برای تحلیل عملکرد سیستم قدرت جهت حل مساله تسهیم دانش و استفاده مجدد به عنوان اساس ساخت اپراتور اتوماتیک، درنظر گرفته شده‌است. جهت ساخت آنتولوژی یک ناحیه، ابتدا مفاهیم آن ناحیه می‌بایست طبقه بندی و تعریف شوند.

سیستم قدرت به طور کلی دارای ۲ بخش می‌باشد: قسمت فیزیکی شبکه و اپراتور شبکه (انسان)

تجهیزات سیستم قدرت قسمت فیزیکی شبکه را تشکیل می‌دهند. انسان، سیستم را از طریق تمامی انواع داده‌هایی که جهت توصیف حالات و رفتار شبکه استفاده می‌شوند، شناسایی می‌کند. به عبارت دیگر، حالات سیستم از طریق جمع آوری داده به دست می‌آید. حالت مطلوب، حالتی است که کنترل سیستم قدرت در جهت نیل به آن صورت می‌پذیرد.

ارتباط میان انسان و سیستم قدرت، عملکرد (operation) نام دارد. ممکن است وقایعی در سیستم قدرت اتفاق بیفتد که حالات سیستم را تغییر داده و تبدیل به حالات نا مطلوب نماید. در صورت بروز چنین اتفاقی، تحلیل و پس از آن تصمیم گیری و عملکرد بر روی سیستم جهت سوق آن به سمت حالت مطلوب صورت می‌پذیرد.

از آنجائیکه مباحث کنونی متمرکز بر ساخت و هوشمند سازی سیستم نرم افزاری است و همچنین تحلیل ادراکی سیستم قدرت توسط انسان/نرم افزار به صورت مجموعه‌ای از توابع ادراکی می‌باشد، لذا در ساخت آنتولوژی می‌بایست توابع ادراکی را به عنوان یک طبقه پایه جهت جایگزینی انسان و شرکت در فعالیتهای فعل و انفعالی کل سیستم در نظر گرفت. از میان تحلیل فوق، می‌توان مفهوم تحلیل سیستم قدرت و آنتولوژی را معین نموده و به صورت زیر بیان نمود:

۱- آنتولوژی ادراکی: به صورت تمامی فعالیتهای تحلیلی که بخش هوشمند سیستم قدرت آن را هدایت می‌نماید، تعریف می‌گردد. در سطوح فعلی نرم افزار هوشمند، این آنتولوژی به صورت یک قطعه نرم افزاری همانند تخمین حالت، تحلیل امنیت، تحلیل اقتصادی، محاسبات پایداری و ... می‌باشد.

۲- آنتولوژی فیزیکی: به عنوان تمامی تجهیزاتی که جهت انتقال توان استفاده می‌شوند و همچنین آنهایی که جهت مونیتور و کنترل تجهیزات انتقال استفاده می‌گردند، تعریف می‌شود.

 

۳- آنتولوژی عملکرد: به عنوان مجموعه‌ای از تمامی فعالیتهایی که بخش هوشمند بر قسمت فیزیکی سیستم قدرت انجام می‌دهد، می‌باشد. این فعالیتها شامل نگهداری، ورود و خروج از مدار، خاموش نمودن تجهیزات و ... می‌باشد. از میان این عملکردها، بخش هوشمند، قابلیت تحقق کنترل بخش فیزیکی را داشته و در نتیجه عملکرد سیستم، انتظارات مطلوب را برآورده می‌سازد.

 

۴- آنتولوژی داده: به صورت تمامی مقادیر کمی که بخش فیزیکی شبکه را بازگو می‌نماید تعریف می‌شود (مقادیر گذرا، مقادیر خطا، مقادیر اقتصادی و...). اتصال توپولوژیکی شبکه نیز در رده آنتولوژی داده به شمار می‌آیند که در واقع، رابطی جهت اتصال بخش آنتولوژی ادراکی و آنتولوژی فیزیکی و اساس بخش هوشمند می‌باشد.

 

۵- آنتولوژی حالت: به صورت مجموعه‌ای از چگونگی عملکرد سیستم در حال حاضر و در نتیجه طبقه بندی داده تعریف می‌شود و شامل حالات نرمال، اضطراری، خطا و بازیابی می‌باشد. هر حالت، متناظر با یک دانش پایه از توصیف حالت مورد نظر بوده و منطق قیود داده را مشخص می‌نماید.

 

۶- آنتولوژی رویداد: به صورت تمامی تغییرات تصادفی و گسسته حالات سیستم تعریف می‌شود. این آنتولوژی عمدتا به صورت اغتشاشات سیستم قدرت همانند وقوع خطا می‌باشد. رویدادها توسط داده‌های اخطار که علت تغییر حالات نیز می‌باشند، منعکس می‌گردند.

 

تعامل میان ۶ آنتولوژی فوق، به طور تقریبی، مجموعه‌ای از تمامی فعالیتهای عملکرد سیستم قدرت را تشکیل می‌دهد.

پیشنهاد

بهینه سازی ساختار شبکه انتقال با هدف کنترل پارامترهای توان انتقالی در حضور ادوات FACTS، تا اندازه‌ای یک مساله ریاضی و تا اندازه‌ای نیز یک مساله سیستم خبره می‌باشد.

تئوری بهینه سازی ریاضی را می‌توان جهت مکان یابی بهینه این ادوات در سیستم انتقال به کار برد. این بهینه سازی تحت شرایطی صورت می‌پذیرد که پارامترهای سیستم انتقال به طور دقیق معین بوده و هدف اصلی، یافتن بهترین مکان جهت کنترل پارامترهای توان انتقالی در حضور برخی محدودیت‌های ساده می‌باشد. هنگامی که راه حل مساله بهینه سازی پیدا شد، سیستم یا سیستم‌های خبره نیاز به تصمیم گیری در مورد امکان تحقق موضوع فوق خواهند داشت. این تصمیم گیری شامل دانش اکتشافی بیشتری می‌باشد.

۴-۱ ساخت آنتولوژی

* قدم اول:

۱- معین نمودن زمینه کاربرد و منظر مدلسازی.

- دامنه کاربرد، دامنه شبکه‌های انتقال الکتریکی می‌باشد.

- عملکردهای کاربردی یا اقدامات ممکن.

۲- برنامه ریزی برای چگونگی تغییر ساختار شبکه جهت کنترل پارامترهای توان انتقالی.

۳- برنامه ریزی جهت چگونگی تنظیم ادواتی که می‌بایست در مکانهای مورد نظر جایابی گردند.

۴- تئوری دامنه جدید می‌بایست در مورد مسائل زیر نکاتی را متذکر شود: شبکه انتقال، حدود حرارتی و پایداری و ولتاژ خطوط، درجه حرارت محیط، شین‌ها، ژنراتورها، مصرف کنندگان، مشخصات بارها، نقاط اتصال ادوات، نوع ادوات، نوع جبران (سری، موازی یا هردو)، درصد جبران، تاثیر بر پارامترهای توان انتقالی، تاثیر بر قیمت بازار.

۵- نوع مدلسازی شبکه: مدلسازی استاتیکی.

۶- درجه انعطاف پذیری: هدف، مدلسازی شبکه انتقال به نحوی ست که آنتولوژی برای کاربرد در آن زمینه مفید بوده و در عین حال قابل استفاده برای کاربردهای دیگری نیز در آینده باشد.

* قدم دوم:

- ساخت یک طرح مقدماتی.

* قدم سوم:

- ساخت یک طرح نهایی و ارزیابی آن.

* قدم چهارم:

- مستند سازی طرح.

در صورت ساخت یک آنتولوژی مناسب با رعایت موارد فوق، می‌توان بهینه سازی ساختار شبکه انتقال را با هدف کنترل پارامترهای توان انتقالی در حضور ادوات FACTS، محقق ساخت.