Нейромережний пристрій зі штучним інтелектом для рівномірного розподілення навантажень в мережах 0,38/0,22 кв

Реферат: Винахід належить до області електротехніки. Пристрій містить три вхідні датчики струму, гальванічну розв'язку, аналого-цифровий перетворювач, причому входи датчиків струму приєднані відповідно до фаз А, В і С електромережі, виходи датчиків струму приєднані до блока гальванічної розв'язки, виходи блока гальванічної розв'язки приєднані до аналого-цифрового перетворювача, додатково введено нейронну мережу з семи нейронів, причому входи першого шару нейронів, а саме перший, другий та третій нейрони приєднані відповідно до першого, другого та третього виходів аналого-цифрового перетворювача, перші виходи першого, другого та третього нейронів приєднані відповідно до входів другого шару четвертого нейрона, другі виходи першого, другого та третього нейронів приєднані відповідно до другого входу третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів, виходи другого шару четвертого нейрона приєднані відповідно до перших входів третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів, виходи третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів є виходами пристрою. Технічним результатом, що досягається, є розширення функціональних можливостей пристрою за рахунок використання штучного інтелекту нейронної мережі на основі статистичної інформації про струми у кожній фазі за певний період часу. UA 104341 C2 (12) UA 104341 C2 UA 104341 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до цифрової вимірювальної техніки зі штучним інтелектом та може бути використаний в енергетиці для рівномірного розподілення однофазних навантажень в електричних мережах змінного трифазного струму напругою 0,38/0,22 кВ. Відомий (аналог) пристрій контролю показників якості електроенергії (див. патент RU 97122208 А, кл G01R23/00, G01R25/00, 1999), що містить гальванічну розв'язку та аналогоцифровий перетворювач. Недолік аналогу - низькі функціональні можливості пристрою, а саме: неможливість вимірювання параметрів якості електроенергії в реальному часі та одночасно у всіх фазах через наявність вхідного комутатора, що призводить до появи похибки під час розрахунку показників якості, відсутня можливість надання рекомендацій щодо рівномірного розподілення навантажень в мережі на основі статистичної інформації про струми у кожній фазі за певний період часу. Найбільш близьким за технічною суттю (прототип) є пристрій контролю параметрів якості електроенергії (див. Патент України № 1440 G01R19/25, Бюл. № 10, 15.10.2002 p.), що містить три вхідні перетворювачі напруги, гальванічну розв'язку, аналого-цифровий перетворювач, причому інформаційні входи вхідних перетворювачів приєднані відповідно до фаз А, В і С електромережі, виходи вхідних перетворювачів приєднані до блока гальванічної розв'язки, виходи блока гальванічної розв'язки з'єднано з аналого-цифровим перетворювачем. Недолік прототипу - низькі функціональні можливості пристрою, а саме: відсутня можливість надання рекомендацій щодо рівномірного розподілення навантажень в мережі на основі статистичної інформації про струми у кожній фазі за певний період часу. Задача винаходу - розширення функціональних можливостей нейромережного пристрою зі штучним інтелектом для рівномірного розподілення навантажень в мережах 0,38/0,22 кВ за рахунок використання штучного інтелекту нейронної мережі на основі статистичної інформації про струми у кожній фазі за певний період часу. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій, що містить три вхідні датчики струму, гальванічну розв'язку, аналого-цифровий перетворювач, причому входи датчиків струму приєднані відповідно до фаз А, В і С електромережі, виходи датчиків струму приєднані до блока гальванічної розв'язки, виходи блока гальванічної розв'язки приєднані до аналого-цифрового перетворювача, додатково введено нейронну мережу з семи нейронів, причому входи першого шару нейронів, а саме: перший, другий та третій нейрони приєднані відповідно до першого, другого та третього виходів аналого-цифрового перетворювача, перші виходи першого, другого та третього нейронів приєднані відповідно до входів другого шару четвертого нейрона, другі виходи першого, другого та третього нейронів приєднані відповідно до другого входу третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів, виходи другого шару четвертого нейрона приєднані відповідно до перших входів третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів, виходи третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів є виходами пристрою. Введення вказаних ознак дозволяє розширити функціональні можливості пристрою за рахунок використання штучного інтелекту нейронної мережі на основі статистичної інформації про струми у кожній фазі за певний період часу. Суть винаходу є розширення функціональних можливостей пристрою. Це досягається за рахунок використання штучного інтелекту нейронної мережі на основі статистичної інформації про струми у кожній фазі за певний період часу. На кресленні представлена структурна схема запропонованого нейромережного пристрою зі штучним інтелектом для рівномірного розподілення навантажень в мережах 0,38/0,22 кВ, де: 1-3 - датчики струму, 4 - гальванічна розв'язка, 5 - аналого-цифровий перетворювач, 6 - перший 11 12 13 нейрон Ne першого шару, 7 - другий нейрон Ne першого шару, 8 - третій нейрон Ne 21 31 першого шару, 9 - нейрон Ne другого шару, 10 - перший нейрон Ne третього шару, 11 32 33 другий нейрон Ne третього шару, 12 - третій нейрон Ne третього шару, W 211-W 332 - вагові коефіцієнти нейронів. Входи датчиків струму 1-3 приєднані відповідно до фаз А, В і С, виходи датчиків струму 1-3 приєднані до блока гальванічної розв'язки 4, виходи блока гальванічної розв'язки 4 приєднані до аналого-цифрового перетворювача 5, входи першого шару нейронів, а саме перший 6, другий 7 та третій 8 нейрони приєднані відповідно до першого, другого та третього виходів аналогоцифрового перетворювача 5, перші виходи першого 6, другого 7 та третього 8 нейронів приєднані відповідно до входів другого шару четвертого нейрона 9, другі виходи першого 6, другого 7 та третього 8 нейронів приєднані відповідно до другого входу третього шару п'ятого 10, шостого 11 та сьомого 12 нейронів, виходи другого шару четвертого нейрона 9 приєднані відповідно до перших входів третього шару п'ятого 10, шостого 11 та сьомого 12 нейронів, виходи третього шару п'ятого 10, шостого 11 та сьомого 12 нейронів є виходами пристрою. 1 UA 104341 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Пристрій функціонує таким чином. Значення величини струмів від фаз А, В, С через датчики струму 1, 2 і 3 надходять на гальванічну розв'язку 4, далі з виходів гальванічної розв'язки 4 значення струмів надходить на входи аналого-цифрового перетворювача 5. З виходу аналого-цифрового перетворювача 5 значення струмів надходять на перший шар нейронів 6, 7 та 8. З першого шару нейронів 6, 7 та 8 значення величин струмів потрапляє на третій шар нейронів 10, 11 та 12 з ваговим коефіцієнтом 1, а також на другий шар нейрона 9 з ваговим коефіцієнтом 1/3. У другому шарі нейрона 9 відбувається підсумовування величини значень струмів кожної фази з урахуванням вагових коефіцієнтів і далі це значення надходить на третій шар нейронів 10, 11 та 12 з ваговим коефіцієнтом -1. У третьому шарі нейронів формується керуюче значення виходів в залежності від завантаження фаз. Наприклад, якщо на нейронну мережу прийшли значення струмів відповідно І А = 5 А, Ів = 4 А, Іс = З А, тоді виходи третього шару мережі будуть мати значення: 31 11. 21 11. 11. 12 Ne =Ne W 311+Ne -W 312=Ne W 311 + (Ne W 211+Ne -W 212 + 13. . . . . . . + Ne W 213) W 312=5 1 + (5 1/3+4 1/3+3 1/3) (-1) = 1, тобто ΔІА = - 1, причому 1 > 0, отже необхідно фазу А розвантажити на 1 А. 32 12. 21. 12. 11. 12. Ne =Ne W 321+Ne W 322=Ne W 321 + (Ne W 211+Ne W 212 + 13. . . . . . . + Ne W 213) W 322=4 1 + (5 1/3+4 1/3+3 1/3) (-1) = 0, тобто ΔІв = 0, причому 0=0, отже навантаження фази В в нормі. 33 13. 21. 13. 11. 12. Ne =Ne W 331+Ne W 332=Ne W 331 + (Ne W 211+Ne W 212 + 13. . . . . . . + Ne W 213) W 332=3 1 + (5 1/3+4 1/3+3 1/3) (-1) = -1, тобто ΔІc = -1, причому -1 < 0, отже, необхідно фазу С довантажити на 1 А. В запропонованому пристрої датчики струму, наприклад, можуть бути у вигляді трансформаторів струму, гальванічна розв'язка може бути виконана на основі трансформатора напруги, в ролі нейронної мережі може бути використаний ПЛІС-контролер. Таким чином, за рахунок використання штучного інтелекту нейронної мережі на основі статистичної інформації про струми у кожній фазі за певний період часу значно розширюються функціональні можливості нейромережного пристрою зі штучним інтелектом для рівномірного розподілення навантажень в мережах 0,38/0,22 кВ. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Нейромережний пристрій зі штучним інтелектом для рівномірного розподілення навантажень в мережах, що містить три вхідні датчики струму, гальванічну розв'язку, аналого-цифровий перетворювач, причому входи датчиків струму приєднані відповідно до фаз А, В і С електромережі, виходи датчиків струму приєднані до блока гальванічної розв'язки, виходи блока гальванічної розв'язки приєднані до аналого-цифрового перетворювача, який відрізняється тим, що до нього введено нейронну мережу з семи нейронів, причому входи першого шару нейронів, а саме: перший, другий та третій нейрони приєднані відповідно до першого, другого та третього виходів аналого-цифрового перетворювача, перші виходи першого, другого та третього нейронів приєднані відповідно до входів другого шару четвертого нейрона, другі виходи першого, другого та третього нейронів приєднані відповідно до другого входу третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів, виходи другого шару четвертого нейрона приєднані відповідно до перших входів третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів, виходи третього шару п'ятого, шостого та сьомого нейронів є виходами пристрою. 2 UA 104341 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3