25381

تخمين حالت سه فاز سيستم هاي توزيع با استفاده از شين مرجع مجازي

كارشناسي ارشد

برق قدرت-سيستم هاي قدرت

1397

1400/07/03

دكتر صادق جمالي

مهندسي برق

تخمين حالت به معناي پردازش داده هاي اندازه گيري شده (مثل ولتاژ گره، جريان شاخه، توان حقيقي، توان راكتيو و...) براي تعيين متغيرهاي شبكه (مانند دامنه و فاز ولتاژ شين و يا دامنه و فاز جريان شاخه) است. در اين پايان نامه روشي مبتني بر انتخاب يك شين مرجع مجازي براي تخمين حالت سه فاز شبكه هاي توزيع نامتعادل معرفي گرديده است تا وابستگي به انتخاب شين مرجع متقارن از بين رفته و بدون هيچگونه افزايش حجم محاسباتي و يا تغيير در كليات شبكه، تخمين حالت مناسبي از متغيرهاي حالت شبكه و حتي خود شين مرجعي كه به صورت متعادل فرض ميگرديد نيز داشته باشيم. روش اجرايي در دو حالت عملكرد عادي شين مرجع به معناي نامتعادلي كم شين مرجع و عملكرد ريزشبكه اي شين مرجع به معناي نامتعادلي بيشتر شين مرجع نسبت به حالت قبل، بررسي شده است. در اين روش متغيرهاي حالت ولتاژ و زاويه شين ها درنظرگرفته شده و از انواع اندازه گيرهاي توان تزريقي در شين هاي داراي بار، اندازه گيرهاي توان جاري بين خطوط، اندازه گيرهاي مجازي در شين هاي بدون بار و يا مولد و همچنين اندازه گيرهاي ولتاژي در شين مرجع استفاده شده است. براي شبيه سازي نويز در تمامي اندازه گيرها نيز نويز گاوسي با انحراف معياري مشخص و ميانگين صفر درنظرگرفته شده است. بهره مندي از اندازه گيرهاي مجازي مسأله تخمين حالت را با مشكل معادلات نامساعد مواجه ميكند كه در اين پايان نامه با استفاده از دو رويكرد متفاوت اين مشكل حل شده و تمامي روش ها ازلحاظ پايداري عددي نيز مقايسه شده اند. همچنين روش استفاده از شين مرجع مجازي در هنگام حضور داده هاي غيرسنكرون نيز بررسي شده است. به منظور صحت سنجي شبيه سازي هاي صورت گرفته، پس از پياده سازي روش در يك شبكه دو شين آزمايشي، از شبكه هاي توزيع استاندارد نامتعادل IEEE با 13 و 123 شين و نرم افزارهاي MATLAB و OpenDSS استفاده شده است. نتايج شبيه سازي هاي صورت گرفته نشان ميدهد كه روش استفاده از شين مرجع مجازي، دقت تخمين حالت را چه در شين مرجع و چه در ساير شين ها براي هر دو حالت استفاده از داده هاي سنكرون و داده هاي غيرسنكرون افزايش داده است.

1400/07/27

Three-Phase Distribution System State Estimation Using A Virtual Reference

9/25/2022 12:00:00 AM

State estimation means processing measured data (such as node voltage, branch current, real power, reactive power, etc.) to determine network variables (such as amplitude and phase of bus voltage or amplitude and phase of branch current). In this dissertation, a method based on selecting a virtual reference bus for estimating the three-phase state of unbalanced distribution networks is introduced so that the dependence on choosing a symmetric reference bus is eliminated and without any computational burden increase or change in network generalities, estimating the appropriate state of state variables We have the network and even the reference bus itself, which was assumed to be balanced. The method is investigated in two modes: normal reference bus performance, meaning low reference bus unbalanced, and reference bus microgrid performance, meaning more unbalanced reference bus than the previous case. In this method, the state variables are voltage and angle of the buses, various types of injection power meters in loaded busbars, power flow meters between lines, virtual measurements in unloaded or generating busbars, and voltage meters in the reference bus are used. Gaussian noise with a standard deviation and a mean of zero is considered to simulate noise in all meters. The use of virtual measurements confronts the problem of estimation with the issue of ill-conditioned equations. In this dissertation, this problem is solved using two different approaches, and all methods are compared in numerical stability. The use of a virtual reference bus in the presence of asynchronous data has also been investigated. In order to validate the simulations, after implementing the method in a two bus experimental network, IEEE unbalanced standard distribution networks with 13 and 123 bus and MATLAB and OpenDSS software were used. The results of the simulations show that the method of using the virtual reference bus has increased the accuracy of state estimation both in the reference bus and in other buses for both modes of using synchronous data and non-synchronous data.

تخمين حالت , سيستم توزيع , شين مرجع مجازي , نامتعادل , غيرسنكرون

State Estimation , Distribution System , Virtual Reference , Unbalance , Asynchronous