Wykorzystanie algorytmu populacyjnego do poprawy oddziaływania na sieć układów przekształtnikowych stosowanych w trakcji elektrycznej

Optimization procedures are nowadays a standard approach in overall transformer design, they also may be utilized for some detailed issues related toconstruction and operation of transformers. An overview of most useful procedures together with examples of their use is given in the paper. Example of applicati on of particle swarm optimization algorithm, namely Ant Colony Optimization is presented. We have discussed energy transformation circuit containing multi-phase transformer and diode rectifiers; this circuit is often used in tram traction substation in Poland. In this circuit, when supply voltage is distorted, pulsation of dc (rectified) voltage is increased and additional voltage higher harmonics start to appear. The concept of improving (i.e. lessening) pulsation in dc voltage is based upon used of on-load tap changer applied to one of transformer’s secondary windings in order to adjust voltage unbalance of secondary delta and wye windings. To calculate settings of tap changer under specified supply conditions we used ACO algorithm. Comparison of harmonic spectra in dc voltage and supply current for several different supply voltage waveforms is given

Procedury optymalizacyjne są obecnie standardowo wykorzystywane w projektowaniu transformatorów, jak również do pewnych szczegółowych zagadnień związanych z konstrukcją i eksploatacją transformatorów. W artykule podano krótki przegląd najczęściej używanych procedur wraz z możliwościami ich zastosowania. Zaprezentowano również konkretny przykład zastosowania algorytmu z grupy populacyjnych (ACO-Ant Colony Optimization). Rozważano układ przetwarzania energii z transformatorem wielofazowym i prostownikami diodowymi, stosowany często w trakcji elektrycznej tramwajowej w Polsce. W układzie takim, przy zasilaniu transformatora napięciem odkształconym, rośnie pulsacja napięcia wyprostowanego i pojawiają się dodatkowe harmoniczne tego napięcia. Idea poprawy pulsacji bazuje na zastosowaniu podobciążeniowego przełącznika zaczepów na jednym z wtórnych uzwojeń transformatora dla ustawienia pewnego balansu napięć obu uzwojeń wtórnych. Do obliczenia nastawy przełącznika w konkretnych warunkach zasilania użyto algorytmu mrówkowego. Zaprezentowano porównanie spektrum harmonicznych w napięciu wyprostowanym i prądzie zasilania transformatora dla kilku różnych kształtów napięcia zasilania.