بررسي يك روش ابتكاري براي تعيين مشاهده پذيري يك سيستم قدرت

A heuristic Method for Power System Observeability

چكيده براي پايش امنيت سيستم قدرت، بايد در هر لحظه حالت سيستم قدرت توسط يك تخمين زننده حالت تخمين زده شود. تخمين زننده حالت يك الگوريتم رياضي است كه با استفاده از يك مجموعه اي از اندازه گيريهاي گرفته شده از پستها، محتمل ترين حالت سيستم را بطور بلادرنگ محاسبه مي‏كند. يكي از تجهيزات اصلي و مدرن براي انجام اندازه گيريها، واحد اندازه گيري فازوري (PMU ) است. واحد اندازه گيري فازوري (PMU) قادر به اندازه گيري فازورهاي ولتاژ و جريان با دقت و سرعت بسيار بالا مي باشد. چون PMU ها گران هستند در همه باسها نصب نمي شوند. اگر داده هاي اندازه گيري شده كافي باشند بطوريكه تخمين زننده ي حالت بتواند تمام متغيرهاي حالت سيستم قدرت را محاسبه كند، سيستم مشاهده پذير كامل است. تحليل مشاهده پذيري عموما با دو رويكرد جبري و توپولوژيكي انجام مي شود. در اين تحقيق يك روش ابتكاري ساده براي تعيين مشاهده پذيري يك سيستم قدرت ارائه مي شود. بوسيله ي اين روش كه يك داراي رويكرد توپولوژيكي است، به سادگي مشاهده پذيري كامل و يا غيركامل سيستم قدرت تعيين مي شود. همچنين نحوه محاسبه دو شاخص مشاهده پذيري باس (BOI ) و شاخص فراواني مشاهده پذيري سيستم (SORI ) بوسيله روش پيشنهادي ارائه مي شود. بعلاوه مساله مكان يابي بهينه PMUها براي تامين همزمان دو هدف حداقل سازي تعداد PMUها و حداكثر سازي شاخص فراواني مشاهده پذيري سيستم تعريف مي شود و اين مساله با استفاده از روش پيشنهادي تحليل مشاهده پذيري و به كمك الگوريتم شبيه سازي تبريد فلزات حل مي گردد. با اعمال روش پيشنهادي بر روي چهار سيستم قدرت استاندارد، كارائي آن بررسي مي‏گردد. در پايان نتايج تحليل شده و مزاياي روش بيان مي گردد.

Abstract To monitor the security of a power system, the state of the power system at any given time should be estimated by a state estimator. The state estimator is a mathematical algorithm that calculates the most likely state of the system in real time using a set of measurements taken from substations. One of the main and modern tools for performing measurements is the Phasor Measurement Unit (PMU). PMU is able to measure voltage and current phasors accurately with high speed. Because PMUs are expensive, they are not installed on all buses. If the measured data are sufficient, so that the state estimator can calculate all the state variables of the power system, the system is complete observable. observability analysis is generally done with two algebraic and topological approaches. In this research, a simple method for determining the obervability of a power system is presented. By this method, which has a topological approach, complete or incomplete observability of the power system is simply determined. Also the method of calculating the two indicators Bus Observability Index (BOI) and System Observability Redundancy Index (SORI) using the proposed method is presented. In addition, the problem of optimal location of the PMUs for the simultaneous provision of two objectives, minimizing the number of PMUs and maximizing the System Observability Redundancy Index, is defined and this problem is solved using the proposed observability analysis method and using the simulated annealing algorithm. By applying the proposed method on four standard power systems, its efficiency is examined. In the end, the results are analyzed and the benefits of the method are expressed.