Επεξεργασία Συμβατικών Και Συγχρονισμένων Μετρήσεων Με Γραμμικά Και Μη Γραμμικά Μοντέλα

Abstract

Τα ηλεκτρικά δίκτυα σήμερα αποτελούν ένα σημαντικό κομμάτι της οργάνωσης της κοινωνίας αφού σχεδόν τα πάντα απαιτούν ρεύμα για να λειτουργήσουν. Σε μια τέτοια κοινωνία, η ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία των ηλεκτρικών δικτύων κάνει απαραίτητη τη συνεχή επιτήρηση του δικτύου. Η ανάλυση ασφαλείας είναι υπεύθυνη για την επιτήρηση του δικτύου. Κεντρικό ρόλο στην ανάλυση ασφαλείας κατέχει η εκτίμηση κατάστασης που δίνει την πλήρη απεικόνιση του δικτύου. Η συνήθης μέχρι σήμερα εκτίμηση κατάστασης είναι η κλασσική εκτίμηση κατάστασης, η οποία ακολουθεί τη μέθοδο των ελαχίστων τετράγωνων. Ο κλασσικός εκτιμητής κατάστασης εκτελείται με συμβατικές μετρήσεις (SCADA). Σημαντικές λειτουργίες που εκτελούνται από την εκτίμηση κατάστασης είναι η ανίχνευση και αναγνώριση εσφαλμένων μετρήσεων και ο έλεγχος παρατηρησιμότητας.Τις τελευταίες δεκαετίες έχουν εισαχθεί στην αγορά οι μονάδες μέτρησης φασιθετών PMU. Πρόκειται για συγχρονισμένες μετρήσεις που είναι χρονικά σφραγισμένες, μεγαλύτερής ακρίβειας και με μεγαλύτερη συχνότητα μετάδοσης. Συνεπώς, απαιτείται τροποποίηση της εκτίμησης κατάστασης για να εκμεταλλευτεί τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν οι μονάδες μέτρησης φασιθετών. Το βέλτιστό θα ήταν να γίνεται εκτίμηση κατάστασης μόνο με μονάδες μέτρησης φασιθετών, που δίνουν την δυνατότητα εκτίμησης κατάστασης με γραμμικό μοντέλο άμεσα. Το υψηλό κόστος των μονάδων μέτρησης φασιθετών καθιστά αδύνατο την πλήρη παρατηρησιμότητα του δικτύου εξολοκλήρου από συγχρονισμένες μετρήσεις. Συνεπώς, γίνεται επιτακτική η ανάγκη υλοποίησης ενός εκτιμητή που θα αξιοποιεί τις διαθέσιμές συγχρονισμένες μετρήσεις μαζί με συμβατικές.Στην παρούσα εργασία θα προταθεί ένας εκτιμητής κατάστασης σε δύο στάδια, όπου το πρώτο θα είναι ένα γραμμικό μοντέλο που θα αξιοποιεί τις συγχρονισμένες μετρήσεις και το δεύτερο ένα μη γραμμικό μοντέλο που θα αξιοποιεί τις συμβατικές μετρήσεις. Η προτεινόμενη εκτίμηση κατάστασης υλοποιείται και σε περιβάλλον MATLAB και εξάγονται αποτελέσματα για υπαρκτά δίκτυα έως και 2383 ζυγούς.