要約
パワー エレクトロニクス PE 負荷を使用すると、電気エネルギーの変換効率と制御が強化されますが、依然として系統内の高調波の主な発生源となっています。
配電システムにさまざまな負荷が接続されている場合、それらの相互作用により、高調波電圧と電流の関係の解析モデルの確立が複雑になります。
これを解決するために、私たちの論文では、MCReSANet を使用して高調波の電圧と電流の間の高度な非線形性を構築するデータ駆動型モデルを紹介します。
フィンランドとドイツの PCC からの 2 つのデータセットが利用されています。これは、選択されたフィンランドとドイツのデータセットにさまざまなネットワーク特性が存在する場合でも、MCReSANet が正確な非線形マッピングを確立できることを示しています。
MCReSANet によって構築されたモデルは、フィンランドとドイツの両方のデータセットで、CNN と比較して MAE を 10% および 14%、MLP と比較して 8% および 17% 改善でき、また、モデルの不確実性が他のモデルよりもはるかに低いことも示しています。
これは、この論文のモデル解釈可能性分析の方法である、より正確な SHAP 値ベースの特徴重要度分析にとって重要な前提条件です。
特徴重要度分析の結果は、配電系統における高調波電圧と電流の各次数間の詳細な関係を示します。
高調波電流の各次数には相互作用の影響がありますが、高調波電圧の一部の次数は高調波電流の放射に支配的な影響を及ぼします。フィンランドとドイツのネットワークではそれぞれ正相とゼロ相の高調波が最も重要であり、これは次数に準拠しています。
選択された 2 つのフィンランドとドイツのデータセットにおける接続された荷重タイプのパターン。
この論文は、配電システムにおける多様な PE 負荷による高調波電流放出の理解と予測の可能性を高めます。これは、多様な送電網環境で電力品質を最適化するためのより効果的な管理に有益です。
要約(オリジナル)
Even though the use of power electronics PE loads offers enhanced electrical energy conversion efficiency and control, they remain the primary sources of harmonics in grids. When diverse loads are connected in the distribution system, their interactions complicate establishing analytical models for the relationship between harmonic voltages and currents. To solve this, our paper presents a data-driven model using MCReSANet to construct the highly nonlinear between harmonic voltage and current. Two datasets from PCCs in Finland and Germany are utilized, which demonstrates that MCReSANet is capable of establishing accurate nonlinear mappings, even in the presence of various network characteristics for selected Finland and Germany datasets. The model built by MCReSANet can improve the MAE by 10% and 14% compared to the CNN, and by 8% and 17% compared to the MLP for both Finnish and German datasets, also showing much lower model uncertainty than others. This is a crucial prerequisite for more precise SHAP value-based feature importance analysis, which is a method for the model interpretability analysis in this paper. The results by feature importance analysis show the detailed relationships between each order of harmonic voltage and current in the distribution system. There is an interactive impact on each order of harmonic current, but some orders of harmonic voltages have a dominant influence on harmonic current emissions: positive sequence and zero sequence harmonics have the dominant importance in the Finnish and German networks, respectively, which conforms to the pattern of connected load types in two selected Finnish and German datasets. This paper enhances the potential for understanding and predicting harmonic current emissions by diverse PE loads in distribution systems, which is beneficial to more effective management for optimizing power quality in diverse grid environments.
arxiv情報
| 著者 | Jieyu Yao,Hao Yu,Paul Judge,Jiabin Jia,Sasa Djokic,Verner Püvi,Matti Lehtonen,Jan Meyer |
| 発行日 | 2024-01-19 12:34:42+00:00 |
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