Μελέτη Και Ανάπτυξη Αλγορίθμου Βέλτιστης Τοποθέτησης Μονάδων Φασιθετών Με Χρήση Μοντέλου Μειωμένης Τάξης Και Τεχνικών Ημιορισμένου Προγραμματισμού

Abstract

Τα τελευταία χρόνια τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας γίνονται όλο και περισσότεροπολύπλοκα εξαιτίας τις επέκτασής τους, καθώς επίσης και λόγο της απελευθέρωσης τηςαγοράς. Για το λόγο αυτό είναι επιτακτική η ανάγκη συνεχόμενης επιτήρησης καιπαρατηρησιμότητας των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Πρωταγωνιστικό ρόλο στηνεποπτεία, καθώς επίσης και στην εύρυθμη λειτουργία των ηλεκτρικών δικτύων κατέχουντα κέντρα ελέγχου ενέργειας, τα οποία συλλέγουν τα δεδομένα από διάφορουςυποσταθμούς του συστήματος και πραγματοποιούν ανάλυση της παρατηρησιμότητας καιανάλυση της εκτίμησης κατάστασης του δικτύου. Τα δεδομένα που λαμβάνουν τα κέντραελέγχου ώστε να προχωρήσουν στις παραπάνω μελέτες είναι κατά κύριο λόγο συμβατικέςμετρήσεις SCADA, δηλαδή μετρήσεις ενεργών και άεργων ροών ισχύος, μετρήσειςενεργών και άεργων εγχύσεων ισχύος σε ζυγούς και μετρήσεις του μέτρου της τάσης σεσυγκεκριμένους ζυγούς του ηλεκτρικού δικτύου.Στις μέρες μας, με την ταχεία ανάπτυξη των δορυφορικών συστημάτων και πιοσυγκεκριμένα του GPS, έχουν αναπτυχθεί νέας τεχνολογίας μετρήσεις στα συστήματαηλεκτρικής ενέργειας. Οι συγχρονισμένες μετρήσεις μονάδων φασιθετών, είναισύγχρονες μετρήσεις μεγαλύτερης ακρίβειας από τις συμβατικές, έχουν βελτιωμένησυχνότητα μετάδοσης και είναι χρονικά σφραγισμένες μετρήσεις. Οι μονάδες μετρήσειςφασιθετών PMU, τοποθετούνται σε ζυγούς των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας καιπραγματοποιούν μετρήσεις πραγματικού χρόνου του φασιθέτη της τάσης στον ζυγόεγκατάστασης, καθώς επίσης και των φασιθετών ρεύματος που αναχωρούν από αυτό τονζυγό.Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται προσπάθεια ανάλυσης τηςπαρατηρησιμότητας δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας, μέσω τεχνικών δημιουργίαςπαρατηρήσιμων νησίδων. Για την υλοποίηση της παραπάνω διαδικασίας πρέπει στηνείσοδο του αλγορίθμου να υπάρχει η τοπολογία του κυκλώματος καθώς και ένα σύνολοσυμβατικών μετρήσεων SCADA. Εάν το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας δεν είναι πλήρωςπαρατηρήσιμο, τότε πραγματοποιείται βέλτιστη τοποθέτηση μονάδων φασιθετών σεκομβικά σημεία του δικτύου, με σκοπό την αποκατάσταση της παρατηρησιμότητάς του.Η βέλτιστη τοποθέτηση των μονάδων PMU κάνει χρήση τεχνικών ημιορισμένουπρογραμματισμού. Για την υλοποίηση των παραπάνω αλγορίθμων χρησιμοποιήθηκε τοπεριβάλλον προγραμματισμού του μαθηματικού προγράμματος MATLAB, ενώ ταηλεκτρικά δίκτυα όπου πραγματοποιήθηκαν οι μελέτες είναι πρότυπα δίκτυα της ΙΕΕΕ.