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

Реферат: Нейромережний пристрій для рівномірного розподілення навантажень в мережах містить три вхідні датчики струму, гальванічну розв'язку, аналого-цифровий перетворювач. 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 аналогоцифрового перетворювача. Нейронна мережа містить дев'ять нейронів. Входи першого шару нейронів, а саме перший, другий та третій нейрони приєднані відповідно до першого, другого та третього виходів аналого-цифрового перетворювача. Перший та другий виходи першого нейрона приєднані відповідно до другого шару першого входу четвертого та другого входу шостого нейронів. Перший та другий виходи другого нейрона приєднані відповідно до другого шару першого входу п'ятого та другого входу четвертого нейронів. Перший та другий виходи третього нейрона приєднані відповідно до другого шару першого входу шостого та другого входу п'ятого нейронів. Перший, другий та третій виходи четвертого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів. Перший, другий та третій виходи п'ятого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів. Перший, другий та третій виходи шостого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів. Виходи третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів є виходами пристрою. UA 73586 U (12) UA 73586 U UA 73586 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель 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 аналога - 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 по вирівнюванню навантажень на основі обробки пофазної інформації про струми 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 по вирівнюванню навантажень на основі обробки пофазної інформації про струми за певний період часу. Задача корисної моделі - розширення функціональних можливостей нейромережного пристрою для рівномірного розподілення навантажень в мережах 0,38/0,22 кВ за рахунок використання штучного інтелекту нейронної мережі. 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 дев'яти нейронами, причому входи першого шару нейронів, а саме перший, другий та третій нейрони приєднані відповідно до першого, другого та третього виходів аналого-цифрового перетворювача, перший та другий виходи першого нейрона приєднані відповідно до другого шару першого входу четвертого та другого входу шостого нейронів, перший та другий виходи другого нейрона приєднані відповідно до другого шару першого входу п'ятого та другого входу четвертого нейронів, перший та другий виходи третього нейрона приєднані відповідно до другого шару першого входу шостого та другого входу п'ятого нейронів, перший, другий та третій виходи четвертого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів, перший, другий та третій виходи п'ятого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів, перший, другий та третій виходи шостого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів, виходи третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів є виходами пристрою. Введення вказаних ознак дозволяє розширити функціональні можливості пристрою за рахунок штучного інтелекту нейронної мережі та можливості надання рекомендацій по вирівнюванню навантажень на основі обробки пофазної інформації про струми за певний період часу. Суть корисної моделі є розширення функціональних можливостей пристрою. Це досягається за рахунок штучного інтелекту нейронної мережі та можливості надання рекомендацій по вирівнюванню навантажень на основі обробки пофазної інформації про струми за певний період часу. На кресленні представлена структурна схема запропонованого нейромережного пристрою для рівномірного розподілення навантажень в мережах 0,38/0,22 кВ, де: 1-3 - датчики струму, 4 11 - гальванічна розв'язка, 5 - аналого-цифровий перетворювач, 6 - перший нейрон Ne першого 12 13 шару, 9 - другий нейрон Ne першого шару, 12 - третій нейрон Ne першого шару, 7 - перший 21 22 23 нейрон Ne другого шару, 10 - другий нейрон Ne другого шару, 14 - третій нейрон Ne другого 31 32 шару, 8 - перший нейрон Ne третього шару, 11 - другий нейрон Ne третього шару, 15 - третій 33 нейрон Ne третього шару, W 311-W 333 - вагові коефіцієнти третього шару 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 9 та третій 12 нейрони приєднані до першого, другого та третього виходів аналого-цифрового перетворювача 5, перший та другий виходи першого нейрона 6 приєднано відповідно до 1 UA 73586 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 другого шару першого входу четвертого 7 та другого входу шостого 14 нейронів, перший та другий виходи другого нейрона 9 приєднано відповідно до другого шару другого входу четвертого 7 та першого входу п'ятого 10 нейронів, перший та другий виходи третього нейрона 12 приєднано відповідно до другого шару другого входу п'ятого 10 та першого входу шостого 14 нейронів, перший, другий та третій виходи четвертого нейрона 7 відповідно приєднані до третього шару сьомого 8, восьмого 11 та дев'ятого 15 нейронів, перший, другий та третій виходи п'ятого нейрона 10 відповідно приєднані до третього шару сьомого 8, восьмого 11 та дев'ятого 15 нейронів, перший, другий та третій виходи шостого нейрона 14 відповідно приєднані до третього шару сьомого 8, восьмого 11 та дев'ятого 15 нейронів, виходи третього шару сьомого 8, восьмого 11 та дев'ятого нейронів 15 є виходами пристрою. 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, 9 та 12. В першому шарі нейронів відбувається піднесення до квадрата значень струму кожної фази. Далі ці значення потрапляють на другий шар нейронів, причому квадратичне значення струму з першого виходу нейрона 6 потрапляє на перший вхід нейрона 7 з ваговим коефіцієнтом 1, з другого виходу нейрона 6 квадратичне значення струму потрапляє на другий вхід нейрона 14 з ваговим коефіцієнтом 1, квадратичне значення струму з першого виходу нейрона 9 потрапляє на перший вхід нейрона 10 з ваговим коефіцієнтом 1, з другого виходу нейрона 9 квадратичне значення струму потрапляє на другий вхід нейрона 7 з ваговим коефіцієнтом -1, квадратичне значення струму з першого виходу нейрона 12 потрапляє на перший вхід нейрона 14 з ваговим коефіцієнтом 1, з другого виходу нейрона 12 квадратичне значення струму потрапляє на другий вхід нейрона 10 з ваговим коефіцієнтом 1. В нейронах другого шару відбувається попарне додавання додатних і від'ємних виходів нейронів першого шару. Результатом виходу нейрона 7 є порівняння значень квадратів струмів фази А з фазою В, результатом виходу нейрона 10 є порівняння значень квадратів струмів фази В з фазою С, результатом виходу нейрона 14 є порівняння значень квадратів струмів фази С з фазою А. Вихідні значення нейронів другого шару потрапляють на входи нейронів третього шару з відповідними ваговими коефіцієнтами. У третьому шарінейронів формується керуюче значення виходів в залежності від завантаження фаз. Наприклад, якщо на нейронну мережу прийшли значення струмів відповідно І А = 5 А, ІB = 4 А, ІC = 3 А, тоді виходи третього шару мережі будуть мати значення: 31 21 22 23 11 12 12 13 13 11 Ne =Ne ·• W 311+Ne ·• W 312+Ne ·• W 313 = (Ne -Ne ) • 1 + (Ne -Ne ) • 0 + (Ne -Ne ) • (-1) = (25-16) • 1 + (16-9) • 0 + (9-25) • (-1) = 25, 32 21 22 23 11 12 12 13 13 11 Ne =Ne ·• W 321+Ne ·• W 322+Ne ·• W 323 = (Ne -Ne ) • (-1) + (Ne -Ne ) • 1 + (Ne -Ne ) • 0 = (25-16) • (-1) + (16-9) • 1 + (16-9) • 0 = -2, 33 21 22 23 11 12 12 13 13 11 Ne =Ne ·• W 331+Ne ·• W 332+Ne ·• W 333 = (Ne -Ne ) • 0 + (Ne -Ne ) • (-1) + (Ne -Ne ) • 1 = (25-16) • 0 + (16-9) • (-1) + (16-9) • 1 = -23. 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 можливості штучного інтелекту нейронної мережі та можливості надання рекомендацій по вирівнюванню навантажень на основі обробки пофазної інформації про струми за певний період часу значно розширюються функціональні можливості нейромережного пристрою для рівномірного розподілення навантажень в мережах 0,38/0,22 кВ. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Нейромережний пристрій 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 дев'яти нейронами, причому входи першого шару нейронів, а саме перший, другий та третій нейрони приєднані відповідно до першого, другого та третього виходів аналогоцифрового перетворювача, перший та другий виходи першого нейрона приєднані відповідно до другого шару першого входу четвертого та другого входу шостого нейронів, перший та другий виходи другого нейрона приєднані відповідно до другого шару першого входу п'ятого та другого входу четвертого нейронів, перший та другий виходи третього нейрона приєднані відповідно до 2 UA 73586 U 5 другого шару першого входу шостого та другого входу п'ятого нейронів, перший, другий та третій виходи четвертого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів, перший, другий та третій виходи п'ятого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів, перший, другий та третій виходи шостого нейрона приєднані відповідно до третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів, виходи третього шару сьомого, восьмого та дев'ятого нейронів є виходами пристрою. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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