Анотація до роботи:

Данилюк О.В. Теоретичні засади та методи моделювання електроенергетичних систем на основі технологій штучних нейронних мереж. –Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05. 14. 02 – електричні станції, мережі і системи. - Інститут електродинаміки НАН України, Київ, 2003.

Дисертацію присвячено розвиткові теорії математичного моделювання та створенню теоретичних засад нового напрямку «нейроматематичного моделювання» електроенергетичних систем, а також розробці методів та методик реалізації програмних штучних нейронних мереж для здійснення аналізу режимів електроенергетичних систем у реальному часі в середовищі неповної та недостатньо вірогідної інформації.

В дисертації вперше запропоновано та розроблено теоретичні основи методів дослідження режимів ЕЕС на основі навчання ШНМ за результатами використання симуляційних (математичних) моделей, що слід трактувати як новий науковий напрямок в теорії та практиці моделювання режимів ЕЕС.

Теоретичні засади та принципи нейроматематичного моделювання режимів електроенергетичних систем базуються на реалізації процесу навчання нейромережевих структур за допомогою математичного моделювання для розв’язання некоректних задач, що в порівнянні з традиційними евристичними підходами та методиками навчання на підставі «прецедентів» забезпечує вищу ефективність функціонування штучної нейронної мережі. Запропоновано новий підхід до моделювання як методу дослідження, наділеного новими властивостями, зміст якого полягає у застосуванні нейроматематичних моделей не тільки як інструментарію для розв’язання задач аналізу та оптимізації режимів електроенергетичних систем, але й як джерела, що здійснює синтез нової, раніше невідомої, інформації. Розроблено основні принципи формування «нейроматематичних ситуаційних карт особливостей» за даними телеметрії для відображення станів електричної мережі, які дозволяють в реальному масштабі часу забезпечити динамічну візуалізацію траєкторії плинного режиму електричної мережі.

В роботі наведено ряд методів та методик прикладного моделювання режимів ЕЕС в реальному часі, які впроваджено в енергетичні структури і адаптовано для функціонування в існуючі оперативні інформаційно-керуючі комплекси.

В дисертаційній роботі здійснено розвиток теорії моделювання стосовно режимів роботи електроенергетичних систем і започатковано новий напрям в теорії штучних нейронних мереж під назвою “нейроматематичне моделювання”, що дозволило розв’язати ряд невирішуваних раніше задач диспетчерського керування в реальному часі. В результаті цього одержано наступні наукові результати.

1. Запропоновано та створено теоретичні основи нейроматематичного моделювання режимів електроенергетичних систем, які базуються на реалізації процесу навчання нейромережевих структур за допомогою методів математичного моделювання некоректних задач, забезпечують вищу ефективність функціонування штучної нейронної мережі і, як наслідок, підвищують адекватність моделювання.

2. Запропоновано новий підхід до моделювання як методу дослідження, а саме, нейроматематичні моделі, придатні не тільки як інструментарій для розв’язання задач аналізу та оптимізації режимів електроенергетичних систем, але й як джерело синтезу нової, раніше невідомої, інформації.

3. Застосування штучних нейронних мереж в якості апарату моделювання не заперечує вагомість математичного моделювання, а, навпаки, інтегрування останнього в теорію технологій штучних нейронних мереж формує новий науковий напрямок, наділений перевагами кожного з них. Цей новий напрямок названо нейроматематичним моделюванням.

4. Розроблені основні принципи формування «нейроматематичних ситуаційних карт особливостей» за даними телеметрії для відображення станів електричної мережі, програмна реалізація яких дозволила в реальному часі здійснювати динамічну візуалізацію траєкторії плинного режиму електричної мережі, що дозволило забезпечити можливість оперативних аналізу, квазіоптимального керування та діагностику режимів електроенергетичних систем.

5. Розроблені метод та математична модель автоматичного формування рівнянь стану електроенергетичної системи за станами комутаційних апаратів забезпечує можливість здійснювати аналіз режимів за даними телеметрії, а також забезпечує можливість імітування оперативних перемикань з метою оцінки доцільності прийняття запланованого рішення в реальному часі.

6. Запропоновані методи та методики верифікації телевимірів підвищують вірогідність оперативної інформації і тим самим підвищують надійність та ефективність прийняття рішення в процесі оперативного диспетчерського керування.

7. Доведено можливість функціонування штучних нейронних мереж в режимі нечіткої логіки, що дозволило сформувати спеціалізовані нейронні та нейроматематичні, відповідно, Fuzzy-моделі: визначення втрат на корону з врахуванням метеорологічних умов та оперативної ідентифікації конфігурації схем нетелемеханізованих електричних мереж.

8. Створено методики прогнозування режимів навантаження електроенергетичних систем на підставі технологій штучних нейронних мереж.

9. Сформовано ігрову модель оперативної реалізації ремонтів основного обладнання, що сприяє підвищенню надійності оперативного-диспетчерського керування режимами електроенергетичних систем.

10. Результати дисертаційної роботи впроваджено в диспетчерських службах ТзОВ “Укренергоконсалтинг”, які здійснюють оперативне керування функціонуванням енергопостачальних компаній: ВАТ “Львівобленерго”, ВАТ “Полтаваобленерго”, ВАТ “Тернопільобленерго”, ВАТ “Чернігівобленерго”, ВАТ “Сумиобленерго”, ВАТ “Прикарпаттяобленерго”, ВАТ “Запоріжжяобленерго”, а також в АСДУ Західної електроенергетичної системи НЕК “Укренерго”.

11. Результати дисертаційної роботи використовуються для підготовки магістрів, кандидатів та докторів наук в Національному університеті «Львівська політехніка».

Публікації автора:

1. Г.Н. Лысяк, В.Н.Стряпан, А.В.Данилюк. Математическое моделирование установившихся режимов электрических систем переменно-постоянного тока: Учебное пособие. -К.:УМК, 1990. -104 с.

2. Hrytsyk V., Aizenberg N., Bun R., Danyliuk O., Geche F., Kysil B., Oleksiv B., Opotiak Yu., Striamets S., Tkachenko R., Valkovskii V., Voichyshyn K. The Neural and Neural-like Networks: Synthesis, Realisation, Application and Future // Інформаційні технології і системи. -1998. -№ 1/2. -С. 15-55.

3. Лысяк Г.Н., Данилюк А.В. Моделирование установившихся режимов электрических систем переменно-постоянного тока на основе метода обобщенных независимых переменных // Электричество. - 1992. -№ 11. - С. 1-7.

4. Данилюк А.В. Подход к оптимизации установившихся режимов электроэнергетических систем // Вестник Львовского политехнического института: Электроэнергетические и электромеханические системы. -1990. -№244. -С. 38-40.

5. Данилюк О. Оперативна оптимізація режимів енергопостачальних компаній на основі технологій штучних нейронних мереж // Вісник Державного університету "Львівська політехніка" «Комп’ютерна інженерія та інформаційні технології». -2000. -№392. -С. 36-38.

6. Данилюк О.В., Батюк Н.Б., Андрощук О.В. Моделювання технологічних витрат електричної енергії в енергопостачальних компаніях на основі штучної нейронної мережі з синтезом додаткових входів // Вісник Державного університету "Львівська політехніка": Електроенергетичні та електромеханічні системи. -2001. -№418. -С 43-49.

7. Данилюк О.В., Батюк Н.Б., Зуєва Н.В. Математичне моделювання усталених режимів електроенергетичних систем у фазних координатах на основі методу балансу потужностей // Технічна електродинаміка: Спеціальний випуск. -1998. -С. 36-41.

8. Данилюк О. Грицик В. (мол.) Михайляк М. Основи системології керування режимами електроенергетичних систем і прийняття рішень // Вісник Державного університету "Львівська політехніка": Комп’ютерна інженерія та інформаційні технології. -2001. -№433. –С. 63-68.

9. Данилюк А.В., Новакивский И.И., Макеев А.А. Применение теории игр в оперативном управлении установившимися режимами электроэнергетических систем // Электронное моделирование. -1999. -Т.21. -№6. -С.97-102.

10. Лысяк Г.Н., Данилюк А.В. Моделирование преобразователей при расчете установившихся режимов электроэнергетических систем переменно-постоянного тока // Энергетика. (Изв. высш. учебн. заведений). -1989. -№10. -С. 11-16.

11. Данилюк А.В., Жураховский А.В., Комаров В.И., Лысяк Г.Н. Метод режимного эквивалентирования // Техн. электродинамика. -1990. -№6. -С.100-105.

12. Лысяк Г.Н., Данилюк А.В., Коновал В.С. Моделирование вставок постоянного тока при анализе устойчивости электрических систем // Энергетика (Изв. высш. учеб. заведений).-1991.-№5.-С.14-21.

13. Данилюк О.В., Дьяченко С.В., Майоров А.Ю., Павлюк О.М. Математична модель оцінювання стану електричних мереж електроенергетичних систем // Вісник Державного університету "Львівська політехніка": Електроенергетичні та електромеханічні системи. -2002. -№449. -С.75-82.

14. Данилюк О., Батюк Н., Юрчак І., Матвіїшин В. Моделювання на основі штучних нейронних мереж з функціональним синтезом додаткових входів // Вісник Державного університету "Львівська політехніка": Комп’ютерна інженерія та інформаційні технології. -2002. -№450. –С. 126-132.

15. Данилюк О., Батюк Н., Матвіїшин В., Майоров А. Моделювання електроенергетичних систем на основі технологій штучних нейронних мереж // Технічні вісті. –2002. -1(14), 2(15). -С. 62-68.

16. Данилюк О.В., Батюк Н.Б., Дьяченко С.В. Верифікація телевимірів, що надходять в оперативно-інформаційний комплекс електроенергетичних систем. // Вісник Державного університету "Львівська політехніка": Електроенергетичні та електромеханічні системи. -2000. -№403. –С. 37-41.

17. Данилюк О.В., Козовий А.Б., Дьяченко С.В.Застосування математичних та нейроматематичних моделей для аналізу технологічних витрат електроенергії та оптимізація режимів електричних мереж // Новини енергетики. - 2002. -№7. -С.51-52.

18. Бахор З.М., Данилюк О.В., Павлюк Ю.В. Оптимізація режимів електроенергетичних систем на основі комбінаторного принципу з використанням матриці чутливості // Вісник Львів. політ. інституту: Електроенергетичні та електромеханічні системи. -1991. -№ 253. -С. 6-10.

19. Данилюк О. Досвід застосування штучних нейронних мереж в електроенергетиці // Вісник Державного університету "Львівська політехніка": Комп’ютерна інженерія та інформаційні технології. -1999. -№380. –С. 116-120.

20. Данилюк О.В. Математична модель динамічної оптимізації усталених плинних режимів електроенергетичних систем // Вісник Державного університету “Львівська політехніка”: Електроенергетичні та електромеханічні системи. -1997. -№340. -С. 28-32.

21. Данилюк O., Ткаченко H., Батюк Н., Юрчак І., Козовий А. Застосування технологій штучних нейронних мереж для визначення втрат електричної енергії в електричних мережах енергопостачальних компаній // Вісник Державного університету “Львівська політехніка”: Проблеми економії енергії.-1998. -С.114-117.

22. Грицик В., Данилюк О., Батюк Н., Ткаченко Р., Юрчак І. Оперативна ідентифікація режимів навантаження неоглядних фрагментів електроенергетичних систем на основі технологій штучних нейронних мереж // Вісник Державного університету “Львівська політехніка” “Проблеми економії енергії”. -1999. -№2. -С.143-147.

23. Грицик В.В., Данилюк О.В., Шпак Я.Ф. Штучні нейронні мережі - нові інформаційні технології для електроенергетики // Автоматика-2000. Збірник наук. праць. -Львів: ДНДІІІ НАН України. -2000. -Т.7. -С. 7-14.

24. Деклараційний патент на винахід №2001075472 від 31.07.2001. Спосіб оперативного управління режимом електроенергетичної системи / Данилюк О.В., Журахівський А.В., Батюк Н.Б., Козовий А.Б., Дьяченко С.В. Бюл.№6. 17.06.2002.

25. Данилюк О.В., Бахор З.М., Батюк Н.Б., Романишин В.В. Оперативна діагностика режимів електроенергетичних систем на основі технологій штучних нейронних мереж // Інформаційні технології і системи. - 2001. –Т.4. - № 1/2. - С. 73-77.

26. Данилюк О.В., Майоров А.Ю., Батюк Н.Б., Михайляк М.І. Передбачення режимів навантаження електроенергетичних систем на основі технологій штучних нейронних мереж // Інформаційні технології і системи. - 2001. –Т.4. -№ 1/2. - С. 100-103.

27. Данилюк А.В., Лысяк Г.Н., Жураховский А.В., Коновал В.С. Программа расчета установившихся режимов электрических систем переменно-постоянного тока(АСДС) / Львівський політехнічний інститут.- Львов, 1990. -Гoc.ФАП СССР №50910000023 і РФАП УССР №АП0310 от 27. 12. 1990.

28. Данилюк О. Теоретичні засади нейроматематичного моделювання // Тези доповідей 3-ї Міжнарод. наук.-техн. конф. «Математичне моделювання в електротехніці, електроніці та електроенергетиці» - Львів, 1999. - С. 69-707.

29. Данилюк О.В. Об’єднаний алгоритм аналізу та оптимізації усталених режимів електроенергетичних систем // Energetyka Przyszlosci: Tendencje, kierunki, metody. -Czenstochowa (Poland). -1995. -Р. 150-154.

30. Данилюк О.В., Ткаченко Р.О. Технологии искусственных нейронных сетей в задачах оперативно-диспетчерского управления электроэнергетическими системами // Elektroenergetika’98: Zbornik prednasok z IX Vedeckej konferencie.- Vysoke Tatry-Stara Lesna. Slovakia. -1998. -P. 169-172.

31. Данилюк О.В., Козовий А.Б.Особливості моделювання втрат електричної енергії в електричних мережах енергопостачальних компаній // Інформаційні технології і системи. - 1998. - № 1/2. - С. 209-211.

32. Данилюк О.В., Козовий А.Б., Майоров А.Ю. Автоматизація збору та обробки режимних замірів в енергопостачальній компанії ВАТ “Львівобленерго” // Вісник Державного університету "Львівська політехніка": Електроенергетичні та електромеханічні системи. - 2001. - №418. -С 49-53.

33. Данилюк О.В., Козовий А.Б., Матвіїшин В.Є., Юрчак І.Ю. Математична модель оптимізації режимів електричних мереж енергопостачальних компаній // Вісник Державного університету "Львівська політехніка": Електроенергетичні та електромеханічні системи. -2002. -№449. -С.82-88.

34. Грицик В.В., Андрощук О.В., Данилюк О.В., Дьяченко С.В. Верифікація телеінформації в системах оперативного обліку електричної енергії // Автоматика-2000. Збірник наук. праць. -Львів: ДНДІІІ НАН України. -2000. -Т.7. -С. 15-17.