تشخیص خطا در حفاظت رله ای مبتنی بر پردازش سیگنال گراف با استفاده از اهمیت ضرایب تبدیل فوریه گراف

با توسعه شبکه های قدرت هوشمند و افزایش پیچیدگی ساختارهای حفاظتی، تشخیص سریع و دقیق خطا به یکی از چالش های اساسی سامانه های حفاظت رله ای تبدیل شده است. روش های متداول تشخیص خطا، عمدتا بر تحلیل کمیت های الکتریکی و تنظیمات از پیش تعیین شده رله ها متکی هستند و در شرایطی نظیر تغییر توپولوژی شبکه، نفوذ منابع تولید پراکنده و افزایش حجم داده های اندازه گیری، ممکن است با محدودیت هایی از نظر دقت، سرعت و قابلیت اطمینان مواجه شوند. در این پژوهش، رویکردی مبتنی بر پردازش سیگنال گراف (Graph Signal Processing) برای تشخیص خطا در حفاظت رله ای ارائه شده است که در آن شبکه قدرت به صورت یک گراف وزن دار مدل سازی شده و ولتاژ باس ها به عنوان سیگنال های گراف در نظر گرفته می شوند. سپس با استفاده از تبدیل فوریه گراف (Graph Fourier Transform)، سیگنال ها به حوزه طیفی منتقل شده و تغییرات ضرایب طیفی ناشی از وقوع خطا مورد تحلیل قرار می گیرد. در ادامه، شاخصی مبتنی بر اهمیت ضرایب GFT برای شناسایی شاخه خطادار تعریف شده است که امکان بهره گیری هم زمان از اطلاعات توپولوژیکی شبکه و ویژگی های طیفی سیگنال را فراهم می کند. عملکرد روش پیشنهادی با استفاده از داده های شبکه استاندارد IEEE ۳۰-Bus و در مقایسه با معیارهای Degree Centrality و PageRank مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که این رویکرد از توانایی مناسبی در تفکیک شرایط عادی و خطادار برخوردار بوده و می تواند با دقت بالا، پایداری مناسب در برابر تخریب داده و زمان پاسخ کوتاه، به عنوان چارچوبی کارآمد برای توسعه سامانه های حفاظت رله ای هوشمند و بلادرنگ مورد استفاده قرار گیرد

کلیدواژه ها:

پردازش سیگنال گراف ، تبدیل فوریه گراف ، اهمیت ضرایب ، تشخیص خطا ، حفاظت رله ای.