طراحي همزمان اجزاء سيستم اندازه گيري فراگير در شبكه هاي قدرت مدرن با هدف كمينه سازي هزينه كل

Simultaneous design of the WAMS components in the modern power networks with the aim of minimizing the total cost

افزايش روزافزون مصرف انرژي الكتريكي و مطرح‌شدن پديده تجديد ساختار در شبكه هاي قدرت و مشكلات حاصل از آن‌ها، باعث افزايش تمايل بهره برداران شبكه هاي قدرت به استفاده از WAMS (Wide Area Measurement System) به جاي SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) شده است. يكي از مباحث مهم در WAMS كاهش هزينه جايابي بهينه PMU (Phasor Measurement Unit) و هزينه ساختار ارتباطي مربوط به آن‌ها است. در اين مقاله روش جديدي براي طراحي WAMS با هدف كاهش هزينه هاي آن ارائه شده است. براي اين منظور با استفاده از الگوريتمِ حريصانه، مكان هاي بهينه براي PMUها تعيين شده است و هم‌زمان با استفاده از الگوريتم BellmanFord مينيمم ساختار ارتباطي مورد نياز طراحي مي‌شود؛ به‌گونه اي كه هزينه كل طراحي WAMS كاهش يابد. همچنين با استفاده از الگوريتم BellmanFord مكان بهينه PDC (Phasor Data Concentrator) نيز مشخص مي شود. اين روش در شرايط عملكرد عادي سيستم و در شرايط خروج تكي PMU و خروج تكي هر يك از خطوط سيستم نيز مطرح شده است. شبيه سازي هاي انجام‌شده در شبكه هاي 30 و 118 شين IEEE و شبكه kV230 و kV 400 استان اصفهان نشان‌دهنده كارايي مناسب روش مطرح‌شده در اين مقاله است.

Incremental increasing use of the electrical energy and restructuring the power networks and the problems that they have been brought with them, cause increased the power operator’s interest to use of WAMS instead of SCADA. One of the main issues in the WAMS is the cost reduction of the optimal placement of PMU and correlated communication infrastructure. In this paper, a new method is presented for WAMS designing, with the aim of cost reduction. For this purpose, the greedy algorithm is used for optimal placement of PMUs and simultaneously, with the use of the BellmanFord algorithm, minimum communication infrastructure is designed so that the total cost of WAMS designing is reduced. Also the optimum location of the PDC is determined with the BellmanFord algorithm. This method is proposed in the normal operation condition and also in N1 contingency conditions ( e.g. a single PMU loss and a single line outage). Simulations are conducted on the IEEE 30 and 118bus power networks and the 230kv and 400kv of the Isfahan power network. Simulation results show good performance of the proposed method.