تخمین پارامترهای شبکه قدرت بر اساس کمیات بهره برداری اندازه گیری شده بهنگام …

(‏۲‑۳۲)
که در آن x و p مقادیر صحیح متغیرهای حالت و پارامترهای صحیح شبکه هستند و v(k) بردار خطای اندازهگیری در نمونه kام و h رابطه جبری است که مقادیر اندازهگیری شده را در هر نمونه زمانی به‌به مقادیر صحیح متغیرهای حالت و پارامترهای صحیح شبکه ارتباط میدهد. برای تخمین پارامتر رابطه زیر را مینیمم خواهیم کرد:
(‏۲‑۳۳)
که در آن:
(‏۲‑۳۴)
و و مقدار تخمین زده‌شده برای پارامتر و متغیر حالت، p مقدار اولیه پارامترها و R(k) کوواریانس ماتریس v(k)است.
برای حل این رابطه می‌توان از روش فیلتر کالمن استفاده کرد. برای حل این مسئله فرضهایی شده است. به عنوان مثال در[۶] فرض شده که در یک مجموعه اندازه‌گیری (N نمونه) مقدار p ثابت است؛ اما در [۱۰] برای هر نمونه زمانی مقداری متفاوت در نظر گرفته است که باعث انعطاف‌پذیری بیشتر الگوریتم برای تخمین پارامتر شده است؛ بنابراین داریم[۶]:
(‏۲‑۳۵)
(‏۲‑۳۶)
که بیانگر فرض مسئله مبنی بر ثابت بودن پارامتر p در طول زمان نمونهگیری و تغییر متغیرهای حالت است؛ که در آن w(k) بردار تصادفی گوسی با ماتریس کوواریانس Q است. مسئله را می‌توان به فرم زیر نوشت:
=+(‏۲‑۳۷)
که در آن:
iشماره مرحله است و
(‏۲‑۳۸)
(‏۲‑۳۹)
(‏۲‑۴۰)
(‏۲‑۴۱)
برای بدست آوردن روابط بالا از فیلتر کالمن استفاده‌شده است. همان طور که بیان شد در[۶] برای پارامترها در طول نمونهگیری مقداری ثابت در نظر گرفته شد که این انعطافپذیری سیستم را کاهش میدهد. چرا که برخی از پارامترهای سیستم مانند تلفات کرونا با زمان تغییر خواهند کرد [۱۰]. در [۱۰]از یک روش برگشتپذیر استفاده‌شده است. تفاوت این دو روش این است که در [۱۰]از تقسیم یک سیستم به چند زیرسیستم به منظور بالا بردن سرعت سیستم استفاده‌شده است. علاوه بر این در طول نمونهگیری مقدار پارامتر متغیر فرض میشود. علاوه بر آن قابلیت شناسایی اندازهگیری اشتباه نیز به این الگوریتم اضافه شده است.
روش مستقیم تخمین پارامتر
در این روش ولتاژها و جریانهای دو سر خطوط به صورت مستقیم از سیستم قدرت اندازهگیری ‌شده و سپس به تخمین پارامتر پرداخته میشود. از محاسن این روش می‌توان به سادگی محاسبات آن اشاره کرد.
در روش ارائه‌شده در [[۱۷]], [۴], [[۱۸]] دو مجموعه دستگاه اندازهگیری در دو سر خط نصب میشوند و بوسیله اندازهگیری ولتاژ و جریان خطوط به تخمین پارامتر میپردازند. در برخی مقالات این روش فقط برای تخمین پارامترهای مدل گسترده خط استفاده‌شده است [۱۱] و در برخی دیگر نیز علاوه بر تخمین پارامترهای مدل گسترده خط برای تخمین پارامترهای مدل π خط متوسط و تخمین وضعیت تخمین تپ ترانسفورماتورها نیز استفاده‌شده‌اند [۴]. دقت تخمین در این روش به دقت همزمانسازی سیگنالها بسیار وابسته است؛ اما به دلایل مختلف همچون خطا در اندازهگیری و اشباع CT ها و خطا در همزمانسازی ممکن است اندازهگیری اشتباه باعث تخمین پارامتر اشتباه شود.
در [[۱۹]] نیز از مدل خط گسترده استفاده‌شده است. در این مدل کندوکتانس موازی خط نیز در مدل آن در نظر گرفته شده است. با اندازه‌گیری ولتاژ و جریان ابتدا و انتهای خط بوسیله واحد اندازه‌گیری فازوری و نوشتن معادلات جریان در ابتدا و انتهای آن مقادیر پارامترهای خط قابل تخمین خواهد بود.
برای بهبود، روشهایی ارائه‌شده‌اند که قابلیت شناسایی اندازهگیریهای اشتباه را دارند. با این روش می‌توان اندازهگیریهای اشتباه را حذف کرده و به تخمین پارامتر پرداخت. از طرف دیگر باید دقت داشته باشیم که در سیستم اندازهگیری علیرغم تلاش فراوان، همزمانسازی به طور کامل صورت نمی‌گیرد و همواره دارای خطا است. در این روش پارامتری به عنوان خطای همزمانسازی در نظر گرفته شده است و با اضافه کردن آن به الگوریتم، دقت تخمین پارامتر بالاتر خواهد رفت. در این روش الگوریتم تخمین پارامتر آنلاین، پارامترهای توالی مثبت خط در فرکانس اصلی بدست آورده میشود. علاوه بر آن، خطای اندازهگیری و همزمانسازی نیز محاسبه میشود. برای تخمین پارامتر، مؤلفه‌های مثبت ولتاژ و جریان خطوط در فرکانس اصلی از طریق دستگاه‌های اندازهگیری مانند واحدهای اندازه‌گیری فازوری بدست آورده میشوند.
همان طور که مشاهده شد این روش به دقت و همزمانسازی اندازهگیریها بسیار وابسته است. در[۴] و[۱۲] متغیر δ به متغیرهای مجهول اضافه شده است که نمایانگر خطای همزمانسازی اندازهگیریهاست.
در روشهای تخمین پارامتری که بررسی شد برای تخمین نیاز داریم تا در ابتدا و انتهای شینها از دستگاه‌های اندازهگیری برای اندازهگیری ولتاژ و جریان استفاده کنیم. در[۱۲] و ][۲۰] [روش جدیدی ارائه‌شده است که طی آن اندازهگیری ولتاژ شین و جریان تمامی خطوط برای تخمین پارامتر لازم نیست. در این مقاله یک روش بهینه برای حداقل کردن تعداد واحدهای اندازه‌گیری فازوری و یا به عبارت دیگر حداقل کردن هزینه اندازهگیری ارائه‌شده است. در این مقاله ۶ مدل کلی اتصال شینها به هم معرفی‌شده است که با شناسایی این مدل اتصالات در شبکه قدرت تعداد دستگاه‌های اندازهگیری کاهش خواهد یافت.
در[[۲۱]] روشی برای پیوند دادن تخمین حالت و پارامترهای سیستم با استفاده از واحدهای اندازه‌گیری فازوری ارائه‌شده است. در این روش حالت و پارامترهای سیستم تخمین زده‌شده و تغییرات آن‌ها به صورت دینامیکی دنبال میشود. در[۱۵] به تخمین حالت سیستم و در[[۲۲]] به تخمین پارامترهای آن پرداخته شده است.
در سیستم قدرت همواره از ادوات الکترونیک قدرت استفاده‌شده است. این ادوات باعث ایجاد امواج غیر سینوسی در سیستم قدرت میشود. پارامترهای خطوط در مقابل این امواج رفتار متفاوتی را از خود نشان میدهند. در[[۲۳]] به تخمین پارامترهای خطوط در حضور این امواج پرداخته شده است.
در سیستم قدرت المانهای مختلفی وجود دارد. از جمله این المانها ادوات [۲۴]FACTS هستند. در [[۲۵]] روشی برای تخمین پارامترهای این‌گونه المانها در شبکه ارائه‌شده است.
اصول کلی روشهای یادشده به یک صورت است. در این روش برای هر المان در سیستم قدرت یک مدار معادل در نظر گرفته میشود. سپس با فرض اینکه ولتاژ و جریان دو سر این المان را در اختیارداریم به تخمین پارامتر میپردازیم. برای هر المان دو معادله بر حسب جریان و ولتاژ دو سر خط بدست میآید که بوسیله پارامترهای آن المان به هم ارتباط داده‌شده‌اند. با جدا کردن قسمت حقیقی و موهومی این دو معادله به چهار معادله خواهیم رسید. با کمک این چهار معادله که برای هر المان در نظر گرفته شده است می‌توان پارامترهای آن را بدست آورد [۱۴] ,[۱۲] ,[۴] ,[۱۱].
در تخمین پارامتر سیستم، خطای پارامترها را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد[۹]:
خطاهای استاتیکی
خطاهای دینامیکی
از خطاهای استاتیکی می‌توان به خطا در پارامترهای خطوط انتقال اشاره کرد. علت نام‌گذاری این خطاها با این نام این است که در طول زمان تغییرات چندانی بر روی پارامترهای خطوط مشاهده نمیشود. در مقابل خطاهای استاتیکی، خطاهای دینامیکی هستند که به علل مختلف مانند تغییر در تپ ترانسفورماتورها، که دائم در حال تغییر هستند به دفعات در تخمین حالت سیستم مشاهده میشوند.
در سیستم قدرت المانهای گوناگونی وجود دارد. مقالات تا کنون به تخمین پارامتر خط و تعیین تپ ترانس پرداختهاند. البته در[۱۲] به تخمین دمای خط و کشیدگی آن نیز پرداخته شده است؛ اما باید دقت داشت که مهم‌ترین این المانها همان پارامترهای خط و تپ ترانسها هستند. در ادامه توضیح مختصری راجع به مدل کردن این المانها خواهیم داشت.
مدل خطوط انتقال
خطوط انتقال نقش اساسی در سیستم قدرت دارند. در کلیه گرایشهای تحقیقاتی، خطوط انتقال نقش بسیار مهمی ایفا میکنند. در مطالعات دینامیکی، حفاظتی، بهرهبرداری و… خطوط انتقال جایگاه ویژهای دارند. در مدلهایی که از سیستم قدرت ارائه میشود لازم است تا مدلی نیز برای خطوط انتقال در نظر گرفته شود. به طور کلی تا کنون دو مدل کلی برای خطوط در نظر گرفته شده است. خطوط متوسط را با مدل فشرده خط مدل کرده و برای مدل کردن خطوط بلند از مدل توزیع‌شده استفاده میشود؛ بنابراین نیاز داریم تا برای این دو مدل تخمین پارامتر را انجام دهیم.
مدل خط کوتاه
در [۱۱] از مدل خط فشرده برای خط کوتاه استفاده‌شده است. در این مقاله برای خطوط کوتاه مدار معادل π که شامل مقاومت(r) و راکتانس سری(x) و شاخهای با ادمیتانس موازی(ys) است در نظر گرفته میشود. برای سادگی در معادلات به جای امپدانس سری از ادمیتانس معادل آن(g + jb) استفاده‌شده است. ولتاژ و جریان اولیه با اندیس s و ولتاژ و جریان ثانویه با اندیس R مشخص‌شده است.
شکل ‏۲‑۲: مدل خط کوتاه
برای تخمین پارامتر خط فرض میشود که هر خط دارای گرههای R و S است و زاویه شین R صفر است.

حتما بخوانید :   بررسی اثرات استخلاف آلکیل بر خواص ساختاری و الکترونی پلی تیوفن با استفاده ...

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت zusa.ir مراجعه نمایید.

Recommended Articles