بخشی از مقاله
خلاصه
تخمین حالت - SE - سیستم قدرت، ابزار اساسی در سیستمهای مدیریت انرژی است که هدف از تخمین مطمئن حالات یک سیستم قدرت الکتریکی با اتصال داخلی با استفاده از اندازهگیری اضافیست. در تخمین حالت، اندازهگیری اضافی معمولا با استفاده از سیستمهای نظارت کنترل و احتساب دادهها - SCADA - به تخمینگر برای تعیین بردار حالت شامل اندازه و زاویه ولتاژ در تمامی شینهها در سیستم قدرت انجام میشود. در این تحقیق، مساله تخمین حالت - SE - با در نظر گرفتن سیستمهای جریان متناوب انتقال انعطافپذیر - FACTS - اجر خواهد شد.
در اجرای برنامه SE، مجموعهای از مقادیر اولیه اندازهگیری شده پردازش شده تا امکان مطالعه پایداری، به منظور مشاهده و مدیریت سیستم، فراهم گردد. برای این منظور، از جبرانکنده وار استاتیک - SVC - ** استفاده خواهد شد. این مساله با استفاده از تکنیک حداقل مربعات خطی - LLS - حل خواهد شد. آزمایش روی شبکه توزیع نمونه با طرح چندین سناریو مبتنی بر تعداد تجهیزات جایابی شده انجام خواهد شد.
.1 مقدمه
هدف اصلی سیستم قدرت، تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی با بازده خوب است. بهره برداری از سیستم، به سیستمهای کنترل و نظارت پیچیده ای که از نظر جغرافیایی پراکنده و از نظر کارکرد نیازمند است. کنترل جامع کل سیستم برعهده سیستم مدیریت انرژی - EMS - است. سیستم کنترل نظارتی و کسب داده ها - SCADA - بر سیستمهای تولید و انتقال احاطه دارد. سیستم اتوماسیون و کنترل توزیع - DAC - برسیستمهای توزیع و بارهای متصل احاطه دارد. تا مدتها وسایل اتوماتیک نظارت و کنترل، بخشی از سیستم کنترل نظارتی و کسب داده ها بود. اخیراً اتوماسیون، بخشی از کل سیستم مدیریت انرژی شده است که سیستم توزیع را نیز در برمی گیرد. دلایل وجودی سیستم اتوماسیون و کنترل توزیع چنین است:
· بهبود بازده کل سیستم در بهره گیری از سرمایه و انرژی
· کاهش الزامات ذخیره سازی در انتقال و تولید
· افزایش اطمینان بخشی در سرویس دهی به بارهای اصلی
· مدیریت مصرف کنندگان و درجه بندی دیماندها از نظر زیان ناشی از خاموشی
پیشرفتدر تکنولوژی، اتوماسیون واقعی توزیع را عملی کرد. اخیراً مهندسان سیستم های توزیع به ابزارهای نوینی مانند مینی کامپیوترهای ارزان و میکروپروسسورهای نیرومندی مجهز شده اند که بسیاری از مفاهیم اتوماسیون توزیع را دست یافتنی کرده اند. انجام هر تحقیقی نیازمند انجام مطالعات قبلی و همسو با تحقیق است. از این رو، در این فصل گزارشی از مطالعات انجام شده در مورد زمینه تخمین حالت ارائه می شود. به منظور ارائه یک تحقیق نسبتا جامع، مقالات منتشر شده به صورت هدفمند دستهیندی و گروه بندی شدهاند. بر این اساس، سه دستهی کلی معرفی میشود، که عبارتند از: حل تخمین حالت با استفاده از روش حداقل مربعات، بهینهسازی مساله تخمین حالت توسط تکنیکهای ابتکاری و روشهای مختلف مدل سازی مساله تخمین حالت ارائه شده است.
در [4- 1] از روش حداقل مربعات برای حل مساله استفاده شده است. مرجع [1] چارچوب تئوری را برای تخمین همزمان S و T ارائه میدهد و روش نقطهی داخلی ابتدائی/دوگانه را برای حل مسالهی بهینهسازی مربوطه ارائه میدهد. مرجع [2] رویکردی جدید را برای تخمین حالت سیستم قدرت بر مبنای کاربرد منطق فازی ارائه میدهد. در [3]، مسائل تشخیص، ایزولاسیون و تخمین خطا برای طبقهای از سیستمهای حسکنندهی شبکهبندی متغیر با زمان گسسته در نظر گرفته میشود.
در [4]، فرمولاسیون جدید برای تخمین حالت سیستم قدرت پیشنهاد شده است. تکنیکهای ابتکاری در 8]؛[5 به منظور بهینهسازی مساله استفاده شده است. مرجع [5] الگوریتم تخمین حالت سهفازی جدیدی را برای فیدرهای توزیع شعاعی ارائه میدهد که بر مبنای تطبیق بارها از مصرف دینامیکی و فاکتورهای نامتعادلی است تا شبهاندازهگیریهای توان را مدلسازی کند. مرجع [6] روشی جدید را برای تخمین اعوجاجهای هارمونیکی نامتعادل در سیستم قدرت بر مبنای اندازهگیری تعداد محدودی از محلهای داده شده ارائه میدهد. مرجع [7] رویکرد جدیدی را برای پاسخ مسالهی تخمین حالت سیستم قدرت با قیود مساوی ارائه میدهد. مرجع [8] الگوریتم SE سهفازی کارآمد و قدرتمندی را برای اعمال بر شبکههای توزیع شعاعی ارائه میدهد.
در نهایت نویسندگان در 12]؛[9 به ارائه مدلهای مختلف برای حل مساله پرداختهاند. مرجع [9] چارچوب تئوری را برای تهمین همزمان توپولوژی شبکه و حالتS - * و - T ارائه میدهد و روش نقطهی داخلی اولیه/دوگانهی خاصی را برای حل مسالهی بهینهسازی مربوطه ارائه میدهد. مرجع [10] از تخمینگر حالت دینامیکی مبتنی بر فیلتر کالمن بسط یافته - EKF - با استفاده از دادههای PMU استفاده میکند.
مرجع [11] روش تخمین SSH بودن مدل را برای کار روی مسالهی چالشبرانگیز ارائه میدهد. مفهوم ضریب توان معرفی شده است که بصورت ضریب توان مرتبط در فاز کد مورد نظر در توان ارتباط پیک وارد میشود. مرجع [12] پارامتر چند نرخی و روشهای تخمین حالت را برای موتور القایی ارائه میدهد. در این مقاله، مساله تخمین حالت شبکه قدرت با حضور SVC انجام خواهد شد. این مقاله در چهار بخش تدوین شده است. در دومین بخش مساله تخمین حالت سیستم های قدرت بر اساس حداقل مربعات خطی فرملبندی شده است. نتایج شبیهسازی در بخش سوم ارائه شده و در بخش آخر، نتیجهگیری خواهد شد.
.2 تشریح مساله
تابع تخمین حالت شباهت حالات واقعی سیستم متناظر با حالات مقادیر اندازه گیری شده است. برای اینکار چندین روش ارائه شده است که اکثر آنها مبتنی بر روش های احتمالات می باشد بدین صورت که فرض می شود خطای اندازه گیری توزیع احتمال مشخصی داشته باشد. لذا لازم است توزیع احتمال خاصی برای اندازه گیرها لحاظ شود. معمولاً فرض می شود که خطای اندازه گیری دارای توزیع احتمال نرمالباشد* که این نیز تقریباً به واقعیت نزدیک است. که در آن: :Zmeas مقدار اندازه گیری شده، :Zest مقدار تخمینی - امید ریاضی - Z=E - Z - و :σ انحراف استاندارد Z می
باشند. در تخمین حالت بروش احتمالات هدف بیشینه کردن pdf - Zest - می باشد و در حالت کلی طبق رابطه فوق هدف بیشینه کردن حاصلضرب pdf هر یک از اندازه گیرهاست. که در آن: :m تعداد اندازه گیرهاست. برای ساده سازی بهینه سازی می توان تابع فوق را بصورت لگاریتمی نوشت.
