Βέλτιστη Τοποθέτηση Μονάδων Μέτρησης Φασιθετών Με Χρήση Ακέραιου Προγραμματισμού Και Γενετικού Αλγορίθμου

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το πρόβλημα βέλτιστης τοποθέτησης Μονάδων Μέτρησης Φασιθετών (PMUs) με στόχο την επίτευξη πλήρους παρατηρησιμότητας των δικτύων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Η βέλτιστη τοποθέτηση PMUs αναφέρεται στην ελαχιστοποίηση του αριθμού των υπό εγκατάσταση PMUs, που απαιτείται για να επιτευχθεί πλήρης παρατηρησιμότητα του δικτύου.Αρχικά, πραγματοποιείται μια ιστορική αναδρομή από τη σύλληψη της ιδέας των συγχρονισμένων μετρήσεων μέχρι τη σημερινή εκδοχή των PMUs, τις βασικές ιδιότητες και τα μέρη μιας PMU, ενώ γίνεται και μια σύγκρισή τους με εκείνες της τεχνολογίας SCADA. Στη συνέχεια παρουσιάζεται το πρόβλημα της εκτίμησης κατάστασης ενός δικτύου με PMUs και οι κανόνες που πρέπει να πληρούνται για την επίτευξη πλήρους παρατηρησιμότητας. Επίσης γίνεται μια σύντομη βιβλιογραφική αναφορά και ταξινόμηση των πιο γνωστών μεθόδων που έχουν δημοσιευτεί και αφορούν στην επίτευξη πλήρους παρατηρησιμότητας. Κατόπιν παρουσιάζεται αναλυτικά η πιο διαδεδομένη μέθοδος βέλτιστης επίλυσης του προβλήματος με χρήση Ακέραιου Γραμμικού Προγραμματισμού. Στη συνέχεια εισάγεται και αναλύεται η έννοια του Γενικευμένου Ακέραιου Προγραμματισμού.Έχοντας παρουσιάσει τις βασικές μεθόδους επίλυσης του προβλήματος, επιλέγονται τρεις μέθοδοι οι οποίες αναπτύσσονται στο προγραμματιστικό περιβάλλον του MATLAB, η επίλυση με Δυαδικό Ακέραιο Προγραμματισμό, η επίλυση με Μικτό Ακέραιο Γραμμικό Προγραμματισμό και η επίλυση με το Γενετικό Αλγόριθμο. Με τις μεθόδους αυτές δοκιμάζονται διάφορες περιπτώσεις για τέσσερα πρότυπα ΙΕΕΕ δίκτυα. Συνολικά εξέταζονται τα δίκτυα 14, 30, 57 και 118 ζυγών της ΙΕΕΕ. Η μελέτη ολοκληρώνεται με λεπτομερή ανάλυση και σύγκριση των αποτελεσμάτων, καθώς και διεξαγωγή συμπερασμάτων για τη βέλτιστη προσέγγιση και επίλυση του προβλήματος.