Προσέγγιση Ροής Φορτίου ΣΡ και Εκτίμηση Αντιδράσεων Γραμμών Μεταφοράς

Abstract

Στην παρούσα εργασία διερευνούνται οι προϋποθέσεις για την χρήση της προσέγγισης ροής φορτίου συνεχούς ρεύματος (ΣΡ) για την εκτίμηση των αντιδράσεων των γραμμών μεταφοράς ενός δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Στόχος είναι να εξαχθεί ένα προσεγγιστικό κύκλωμα, το οποίο θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μελέτες σχεδιασμού συστήματος μεταφοράς. Για την εκτίμηση των αντιδράσεων αναπτύσσεται μια μέθοδος βασισμένη στα ελάχιστα τετράγωνα και για δεδομένα χρησιμοποιούνται μετρήσεις των ροών ενεργού ισχύος στις γραμμές μεταφοράς. Επιπρόσθετα, η μέθοδος προσαρμόζεται ώστε να μπορούν να συμπεριληφθούν και μετρήσεις των φασικών γωνιών τάσης των ζυγών. Στα πλαίσια της εργασίας, αναλύονται οι παραδοχές και τα σφάλματα της ροής φορτίου ΣΡ, αναπτύσσεται η μέθοδος εκτίμησης και γίνεται εφαρμογή της μεθόδου σε ένα μικρό δοκιμαστικό δίκτυο. Από το δοκιμαστικό δίκτυο, με διαδοχικές επιλύσεις της ροής φορτίου εναλλασσομένου ρεύματος (ΕΡ) αναπαράγονται τα στιγμιότυπα λειτουργίας. Δημιουργούνται τρία διαφορετικά σύνολα μετρήσεων και εξετάζεται η ποιότητα των μετρήσεων, η οποία είναι καθοριστική για την επιλυσιμότητα του προβλήματος ελαχίστων τετραγώνων και την ακρίβεια της εκτίμησης. Η μέθοδος εκτίμησης τροποποιείται, ώστε να προκύπτει μια αποδεκτή λύση και στην περίπτωση μετρήσεων χαμηλής ποιότητας. Για τα τρία σύνολα μετρήσεων, γίνονται διαφορές δοκιμές εκτίμησης, ώστε να διαπιστωθεί πως διαφορετικές παράμετροι του συνόλου μετρήσεων, όπως η χρήση μετρήσεων γωνιών φάσης, η ποιότητα των μετρήσεων και ο αριθμός των στιγμιότυπων λειτουργίας, επηρεάζουν την ακρίβεια της εκτίμησης.

In this thesis, the conditions for the use of DC power flow approximation in order to estimate the transmission line reactances of an electric power network are investigated. The target of this thesis is the derivation of an approximate circuit, which can be used in transmission planning studies. An estimation method based on least squares is developed and measurements of active power flows in transmission lines are used as input data. Additionally, the method is adapted in order to include measurements of the bus voltage phase angles. In the framework of this thesis, the assumptions and the errors of the DC power flow approximation are analyzed; the estimation method is developed and applied in a small test network. Several operation snapshots for the test network are produced by consecutive solutions of the AC power flow problem. Three different sets of measurements are created and for each one of them measurement quality is investigated. Measurement quality is crucial for the solvability of the least squares problem and the accuracy of the estimation. The estimation method is modified in order to provide an acceptable solution in case of low quality measurements. Several estimation trials are performed in order to examine how different parameters of the set of measurements, such as phase angle measurement usage, measurement quality and number of operation snapshots, affect the accuracy of the estimation.