Approximation of overloads for a selected tram traction substation using artificial neural networks

• Autorzy: Dudzik M. , Drapik S. , Prusak J.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.16.264.6063

Warianty tytułu

PL

Aproksymacja przeciążeń wybranej tramwajowej podstacji trakcyjnej z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents some of the results of measurements of loads for a selected tram traction substation for a continuous period of time covering sixteen weeks (112 days). Particular attention was paid to overloads occurring in consequent days. The second part of the article presents the analysis of overloads relating to the time interval of 60 minutes in successive days. This analysis was implemented in Matlab using a two-layer feedforward artificial neural network (ANN). The results of the approximation of the analyzed overloads are promising. A continuation of research may lead to the formulation of mathematical equations that might be useful for designers in terms of sufficiently precise calculations of overloads of rectifier units of DC traction substations.

PL

W artykule przedstawiono niektóre wyniki pomiarów obciążenia wybranej tramwajowej podstacji trakcyjnej dla spójnego okresu czasowego obejmującego szesnaście tygodni (112 dni). Szczególną uwagę zwrócono na występujące przeciążenia w kolejnych dniach realizacji pomiarów. W drugiej części artykułu dokonano przetwarzania przeciążeń odnoszących się do przedziału czasowego 60 minut w kolejnych dobach, z wykorzystaniem sztucznej sieci neuronowej (SSN) dwuwarstwowej typu feedforward, zaimplementowanej w środowisku Matlab. Uzyskane wyniki aproksymacji analizowanego przeciążenia wyglądają obiecująco. Oznacza to, że kontynuując badania, będzie można uzyskać zapis matematyczny, użyteczny dla projektantów w zakresie wystarczająco dokładnych obliczeń (oszacowań) przeciążeń zespołów prostownikowych podstacji trakcyjnych prądu stałego (DC).

Słowa kluczowe

EN

loads of tram traction substation; overloads of tram traction substation; artificial neural network

PL

obciążenia tramwajowej podstacji trakcyjnej; przeciążenia tramwajowej podstacji trakcyjnej; sztuczne sieci neuronowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Elektrotechnika
• Rocznik: 2016
• Tom: Y. 113, iss. 3-E
• Strony: 39--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Dudzik M.

• Institute of Electrical Engineering and Computer Science, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

autor

Drapik S.

• ELECTREN S.A.

autor

Prusak J.

• Institute of Electrical Engineering and Computer Science, Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Bartman J., Podstawowe funkcje biblioteki narzędziowej ”Neural Network Toolbox. Version 5” pakietu MATLAB v.6, Uniwersytet Rzeszowski, Zakład Elektrotechniki i Informatyki, materiały zamieszczone w sieci.
• [2] Chrabąszcz I., Drapik S., Dudzik M., Kaczmarczyk A., Prusak J., Analiza obciążeń zespołów prostownikowych, dla „inteligentnych” kolejowych podstacji trakcyjnych DC – wstępne badania symulacyjne wybranych przypadków, Logistyka 6/2015, 990–999.
• [3] Chrabąszcz I., Prusak J., Drapik S., Trakcja elektryczna prądu stałego. Układy zasilania. Podręcznik INPE dla elektryków, Zeszyt nr 27, Kraków–Bełchatów, 2009.
• [4] Drapik S., Kuzniecow W., Markowski P., Prusak J., Woszczyna B., Badanie skali zmienności obciążeń wybranej tramwajowej podstacji trakcyjnej na podstawie rzeczywistych wyników pomiarowych dla spójnego okresu czasowego obejmującego szesnaście tygodni, Logistyka 6/2015, 1026–1035.
• [5] Drapik S., Markowski P., Prusak J., Woszczyna B., Analiza obciążeń zespołów prostownikowych przed i po wystąpieniu przeciążenia na przykładzie wybranej tramwajowej podstacji trakcyjnej, TTS Technika Transportu Szynowego, 12/2015, 427–434.
• [6] Drapik S., Markowski P., Prusak J., Woszczyna B., Tramwajowe podstacje trakcyjne – wybrane problemy bezpieczeństwa ekologicznego w świetle oceny ich obciążeń, Logistyka 4/2015, 3017–3027.
• [7] Jagiełło A.S., Chrabąszcz I., Drapik S., Dudzik M., Kobielski A., Prusak J., System do aktywnej regulacji obciążenia zespołów prostownikowych kolejowej podstacji trakcyjnej. Sposób aktywnej regulacji obciążenia zespołów prostownikowych kolejowej podstacji trakcyjnej, Rozwiązanie zarejestrowane w Urzędzie Patentowym RP na rzecz Politechniki Krakowskiej pod numerem P.511511, objęte ochroną prawną od dnia 10.03.2015.
• [8] Kałuża E., Bartodziej G., Ginalski Z., Układy zasilania i podstacje trakcyjne, Skrypty uczelniane Politechniki Śląskiej nr 1220, Gliwice 1985.
• [9] Kobielski A., Drapik S., Dudzik M. Prusak J., Time Series as an Aid to Research of traction Substation Load, JEPE Journal of Energy and Power Engineering, Vol. 7, Number 5, May 2013 (Serial Number 66), David Publishing Company, El Monte, USA, 979–986.
• [10] Kobielski A., Drapik S., Dudzik M., Prusak J., Wstępne studium efektywności zastosowania sieci neuronowych w badaniach obciążeń kolejowych podstacji trakcyjnych, TTS Technika Transportu Szynowego, 10/2014, 40–43.
• [11] Korbicz J., Obuchowicz A., Uciński D., Sztuczne sieci neuronowe. Podstawy i zastosowania, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 1994.
• [12] Mierzejewski L., Szeląg A., Gałuszewski M., System zasilania trakcji elektrycznej prądu stałego, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1989.
• [13] Tadeusiewicz R., Sieci neuronowe, Akademicka Oficyna Wydaw. RM, Kraków 1992.
• [14] Wyniki pomiarów prądów obciążeń trakcyjnych kabli zasilających podstacji tramwajowej nr „01” („Czyżyny”), materiały udostępnione przez ZIKiT w Krakowie, 2015.
• [15] Cejtlin S.J., Operatiwnoje prognozirowanje razchoda elektroenergii na tiagu po danym monitoringa i informacionnogo modelirowania processow gruzowych żelieznodorożnych pieriewozog, [w:] Cejtlin S.J., Kuzniecow W.G., Transport. Matematicznie modelowania w inżyniernych ta ekonomicznych zadaczach transportu: Zb. hauk.pr., 1999, 133–139.
• [16] Domanski W.T., Awtomatizirowannaja sistema kontrola i uciota elektroenergii na distancjach elektrosnabrzenia, [w:] Donskij W.T., Kuzniecow W.G., Karpienko S.J., Zaliznicznij transport Urkainy, Nr. 4, 2002, 33–36.
• [17] Dzjuman W.G., Issliedowanie raboty sistemy elektrosnabrzenia postojannogo toka pri propuskie sdwojennych pojezdow, [w:] Dzjuman W.G., Sczenko W.G., Kuzniecow W.G., Kiriluk T.I., Elektrotechnika i elektromechanika, Nr 3, 2011, 74–76.
• [18] Iwanow A.P., Stoimostnaja optimizacja reżimow wiedienia gruzowych pojezdow s uciotom zatrat aktiwnoj i reaktiwnoj elektroenergii, [w:] Iwanow A.P., Kuzniecow W.G., Tezy dopowidiej VI Miżnarodnoj naukowo konferencji „Proglemy ekonomiki transportu”, DNUZT, Dniepropietrowsk 2007, 175.
• [19] Kuznetsov V.G., Elaboration of methodology for calculation of traction power-supply system with the help of renewal stream theory, [w:] Kuznetsov V.G., Vaiciunas G., Transbaltica 2009, Proceedings of the 6-th international scientific conference, Vilnus Gediminas Technical University, Vilnius 2009, 123–128.
• [20] Kuznetsov V.G., Problemy uciota i kontrola elektroenergii na distancii elektrosnabrzmienia, [w:] Kuznetsov V.G., Domanski W.T., Trudy merzdunar. simp. „Elektrifikacja i Razwidje rzelieznodorożnogo transporta Rossii, Tradicii cowriemiennost, perspektiwy (Eltrans 2001), 2011, 79–80.
• [21] Kuznetsov V.G., Statisticzieskij podchod k opriedielienju potier elektroenergii w transformatorach diagowych podstancji pieriemienogo toka, [w:] Kuznetsov V.G., Wisnig Dnipropietrowskowo nacjonalnogo uniewersitetu zaliznicznogo transportu imieni akademika W. Łazariana, Nr. 6, 2005, 124–126.
• [22] Kuznetsov V.G., Ocenka potier elektroenergii w tiagowoj sietij magistralnych żeleznych dorog, [w:] Kuznetsov V.G., Micko R.S., Bosyj D.O., Wisnig Dnipropietrowskowo nacjonalnogo uniewersitetu zaliznicznogo transportu imieni akademika W. Łazariana, Nr 12, 2006, 36–40.
• [23] Kuznetsov V.G., Optimizacja grafika dwirzenia pojezdow s uciotą energeticzieskoj sostawjusciej, [w:]. Kuznetsov V.G., Kałasznikow K.A., Trudy mieżdunarodnoj nauczno-prakticzeskoj konferencii „Problemy i perspektywy razwikja transportnogo kompleksa: obrazowanje nauka, proizwoctwo”, G. Roztowna Domu: RGUPS, 2009, 362–363.
• [24] Skałozup W.W., Optimizacja reżimow wiedienia pojezdow pa kriteriu minimuma stoimosti patrieblonnoj aktivnoj i reaktivnoj elektroenergii, [w:] Skałozup W.W., Bosyj D.O., Iwanow A.P., Informacijno-kierujuczi sistemy na zaliznicznomu tranporti, Nr 4, 2008, 111–114.