Εκτίμηση Κατάστασης με συγχρονισμένες μετρήσεις φασιθετών και ψευδομετρήσσεις μηδενικής έγχυσης

Abstract

Στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας υπάρχει ανάγκη συνεχούς παρακολούθησης τους. Η εκτίμηση κατάστασης προσφέρει μια εικόνα σε πραγματικό χρόνο του δικτύου και αποτελεί ένα από τα βασικά εργαλεία των κέντρων ελέγχου ενέργειας. Αρχικά οι μετρήσεις που χρησιμοποιούνταν για την υλοποίηση της εκτίμησης κατάστασης προέρχονταν από ένα σύστημα SCADA. Τα τελευταία χρόνια υπάρχει όμως και η δυνατότητα συγχρονισμένων μετρήσεων φασιθετών με χρήση μονάδων PMU. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας αρχικά θα παρουσιαστεί η κλασσική εκτίμηση κατάστασης, οι μονάδες μέτρησης φασιθετών(PMUs) και η εκτίμηση κατάστασης με χρήση συγχρονισμένων μετρήσεων φασιθετών. Ακόμη υπάρχουν κάποιοι ενδιάμεσοι ζυγοί στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας που έχουν μηδενική ζήτηση ενέργειας και μηδενική παραγωγή και οι οποίοι λέγονται ζυγοί μηδενικής έγχυσης. Αυτοί οι ζυγοί προσφέρουν επιπλέον πληροφορίες στην εκτίμηση κατάστασης αν οι εγχύσεις τους χρησιμοποιηθούν ως περιορισμοί ισότητας. Στην εργασία αυτή θα παρουσιαστεί επίσης η εκτίμηση κατάστασης με περιορισμούς ισότητας. Για να μπορέσει να γίνει έλεγχος της ακρίβειας των προτεινόμενων εκτιμήσεων δημιουργήθηκε ένα πρόγραμμα σε Matlab το οποίο έχει ως βάση το Matpower4.0, έχει τη δυνατότητα να εκτελεί εκτίμηση κατάστασης με μετρήσεις φασιθετών και/ή με περιορισμούς ισότητας και το οποίο παρουσιάζεται στη συνέχεια. Τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα διαφόρων σεναρίων μετρήσεων.

Power systems need to be monitored continuously. State estimation provides real time information of the system and is one of the primary tools which are used at power system control centers. Initially the measurements that were used to run state estimation came from a SCADA system. However in recent years it is possible to acquire synchronized phasor measurements using PMUs. In this thesis it is presented conventional state estimation, phasor measurement units(PMUs) and state estimation using synchronized phasor measurements. Moreover, in power systems there are some intermediate buses with zero power demand and zero power generation which are called zero injection buses. These buses provide extra information in state estimation if their injections are used as equality constraints. In this thesis is also presented state estimation using equality constraints. In order to check the accuracy of the proposed estimations a program in Matlab was constructed which runs state estimation with synchronized phasor measurements and/or equality constraints and the base of this program was Matpower4.0. At the end results of various measurement scenarios are presented.