Ανάπτυξη Εφαρμογής Εκτίμησης Κατάστασης και Μελέτη Βέλτιστης Τοποθέτησης Μετρητών στα Δίκτυα Διανομής

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την ανάπτυξη εφαρμογής εκτίμησης κατάστασης στα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ), με ιδιαίτερη έμφαση στα δίκτυα διανομής. Η εκτίμηση κατάστασης είναι ένα ζωτικής σημασίας υπολογιστικό εργαλείο, που επιτρέπει την αξιόπιστη και αποδοτική εποπτεία των ηλεκτρικών δικτύων σε πραγματικό χρόνο, μέσω φιλτραρίσματος και αξιολόγησης των διαθέσιμων μετρήσεων. Μέσω της εκτίμησης κατάστασης, είναι δυνατός ο εντοπισμός και η αντιμετώπιση σφαλμάτων, η βελτίωση της ακρίβειας των δεδομένων, καθώς και η διασφάλιση της σταθερότητας και της ποιότητας του ηλεκτρικού δικτύου. Η εργασία περιλαμβάνει μια αναλυτική μελέτη των θεωρητικών βάσεων της εκτίμησης κατάστασης, παρουσιάζοντας εκτενώς τους βασικούς αλγορίθμους όπως η μέθοδος Σταθμισμένων Ελαχίστων Τετραγώνων (WLS), τα Φίλτρα Kalman και τις νεότερες προσεγγίσεις που βασίζονται στη μηχανική μάθηση, όπως η μέθοδος GraphSAGE. Επιπρόσθετα, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στη σημασία της παρατηρησιμότητας των δικτύων και στις τεχνικές που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βέλτιστη τοποθέτηση των μετρητικών οργάνων (PMU). Στο πρακτικό μέρος, υλοποιούνται πειραματικές δοκιμές στο δίκτυο IEEE-13 κόμβων με διαφορετικά σενάρια τοποθέτησης μετρητών και ποικίλα επίπεδα θορύβου. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων αξιολογούνται και συγκρίνονται λεπτομερώς, οδηγώντας σε χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με τη βέλτιστη διάταξη των μετρητών, τη διαχείριση σφαλμάτων και τον αντίκτυπο του θορύβου στην ακρίβεια των εκτιμήσεων. Τέλος, προτείνονται κατευθύνσεις για μελλοντική έρευνα και ανάπτυξη, με στόχο την περαιτέρω βελτίωση της αξιοπιστίας και της αποτελεσματικότητας της εκτίμησης κατάστασης στα δίκτυα διανομής.