الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 88000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۲۱
کد مقاله
ELC121
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
تخمین حالت سیستم قدرت: تئوری و پیاده سازی – فصل ۷
نام انگلیسی
Power System State Estimation: Theory and Implementation – Chapter 7
تعداد صفحه به فارسی
۷۶
تعداد صفحه به انگلیسی
۳۹
کلمات کلیدی به فارسی
تخمین حالت, سیستم قدرت, تئوری, پیاده سازی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Power System, State Estimation, Theory, Implementation
مرجع به فارسی
علی ابور، دانشگاه A&M تگزاس، کالج استیشن، تگزاس، ایالات متحده؛ آنتونیو گومز اکسپوزیتو، دانشگاه سویل، اسپانیا
مرجع به انگلیسی
Ali Abur, Texas A&M University, College Station, Texas, USA; Antonio Gomez Exposito, University of Seville, Spain
کشور
ایالات متحده
تخمین حالت سیستم قدرت
تئوری و پیاده سازی
فصل ۷
تخمین پارامتر شبکه
۱-۷٫ مقدمه
حشو، و تا اندازه ای دقت، سیستم اندازه گیری به طور معنی داری منوط به سطح ولتاژ و اهمیت شبکه تحت بررسی می باشد. در سیستم های انتقال حجیم، هر یک از دامنه های ولتاژ مقطع باس، مرتبط با پخش بار هر شاخه گیرنده و فرستنده، همراه با توان ها یا بارهای تزریق شده خارجی به صورت سیستماتیک مورد سنجش قرار می گیرند، که خود منجر به حشو کامل می شود. به طور مثال، برای یک شبکه با ۱۴۰۰ باس و ۲۰۰۰ شاخه حشو کامل ۳۶/۴ می باشد. این مقدار این حقیقت را نادیده می گیرد که یک باس الکتریکی غالبا متشکل از چندین مقطع باس اندازه گیری شده می باشد و همچنین آنکه برخی از قابلیت پخش بار یا جریان های قدرت کلیدها و مدار شکن های اصلی (CB) نیز می بایست مورد اندازه گیری قرار گیرند.
در چنین مواردی، تقریب گر حالت را می توان با توجه به برخی از ویژگی های خاص ارتقا داد که منجر به آنچه اصطلاحا تحت عنوان تقریب گر کلی حالت می نامند خواهد شد [۴]. در بین این ویژگی های پیشرفته موارد ذیل را می توان خاطر نشان ساخت.
احتمال ارتقای مدل آماری برخی از اندازه گیریهای خاص مورد انتظار (همانند قابلیت محاسبه میزان بایاس).
قابلیت حصول تقریب های بهتر برای مقادیر پایه داده های مورد شک (همانند پارامترهای خط).
قابلیت تخمین متغیرهای غیر تله متری (همانند انشعاب های ترانسفورماتور).
قابلیت تعیین حالت ناشناخته CB ها و شناسایی خطاهای توپولوژیکی (همانند حالت های CB اشتباه).
اولین عملکرد به عنوان یک مورد تعمیم یافته از تکنیک های آنالیز داده های بد می باشد که در فصل۵ مورد بحث قرار گرفته و این مورد عمدتا در طی فازهای بررسی و اعمال تست های راه اندازی و تنظیم یک SE و یا به هنگامی که کالیبراسیون اندازه گیری از راه دور مدنظر است، قابل توجه می باشد. سه قلم آخری در فصل کنونی و فصل بعدی مورد بحث قرار می گیرند.
اطلاعات توپولوژیکی نادرست غالبا سبب ایجاد خطاهای بزرگ در برآوردهای تقریب شده گردیده و بنابراین می توان آن را به آسانی مشخص ساخت. با این وجود، خطاهای امپدانس انشعاب چندان مشهود نمی باشند و احتمالا به مدت طولانی قابل شناسایی نبوده و منجر به بروز خطاهای دائمی در نتایج فراهم شده به وسیله SE خواهند شد.
تخمین حالت سیستم قدرت: تئوری و پیاده سازی – فصل ۷
۷-۲٫ تاثیر خطاهای پارامتر بر روی نتایج تخمین حالت
مقادیر پارامتر شاخه ذخیره شده در یک بانک اطلاعاتی ثابت و وضعیت های مربوط به تغییر دهنده اتصال، موجود بصورت زمان حقیقی در مرکز کنترل، ممکن است بواسطه دلایل ذیل نادرست گردند:
داده های اندازه گیری نادرست (همانند اتلاف های آهن که بصورت عادی در مدل های ترانسفورماتور نادیده فرض می شوند) یا مشکل تخمین ضعیف طول خط. برای طول های خط بیش از ۲۰۰ کیلومتر، خطاهای فراتر از ۱% در صورتی مورد انتظار خواهند بود که یک پارامتر انباشته مدل pi بکار گرفته شود. تفاوت های بین طول های حقیقی و توپوگرافی خط ممکن است منجر به بروز خطاهای بزرگتری شوند.
تغییرات شبکه که به درستی در بانک اطلاعات به روز رسانی نشده باشند (همانند یک بخش خط سربار جایگزین شده بوسیله یک کابل).
وابستگی به دما (مخصوصا مقاومت سری) یا شرایط محیطی (مخصوصا رسانایی موازی)
عملیات نادرست یا کالیبراسیون نامناسب هر نوع ابزار الکتریکی یا مکانیکی که در فرآیند کنترل تغییر اتصال شامل می باشد.
اصلاح محلی یک تغییر دهنده اتصال بدون اطلاع دادن به مرکز کنترل. چنین موردی ممکن است بوسیله یک اپراتور بصورت دستی انجام شود یا بصورت اتوماتیک بوسیله سیستم رگوله کننده یا تنظیم گر ولتاژ اعمال گردد.
این اتصالات نادرست و مقادیر پارامتری ناصحیح ممکن است سبب ایجاد پیامدهای ذیل شوند:
تنزل قابل توجه نتایج حاصله بوسیله SE که در مقابل ممکن است سبب عملکرد نادرست دیگر سیستم های کاربردی نظیر تخمین ایمنی شود.
اندازه گیری های صحیح ممکن است بعنوان داده های بد شناسایی شوند که علت آن عدم وجود یکنواختی در پارامترهای غیر صحیح شبکه می باشد.
از دست رفتن اعتماد اپراتور در ارتباط با نتایج SE.
مرجع [۱۸] معرف نوعی بررسی مختصر مشکل تخمین پارامترها می باشد. غالب تحقیقات انجام شده در زمینه تخمین پارامتر مختصرا به اهمیت شامل نمودن این تابع در SE به منظور ممانعت از پیامدهای ذکر شده فوق، تاکید داشته اند. با این وجود، یافتن نتایج تجربی سیستماتیکی که موکد این ادعا باشد مشکل است [۲۵، ۳۰، ۳۱، ۳۳، ۳۶]. مرجع [۶] معرف برخی از تجارب میدانی می باشد که در طی فرآیند آنلاین سازی تقریبگرهای حالت بوجود آمده اند. یک بررسی کامل در خصوص تاثیر خطاهای پارامتر بر روی تخمین حالت، که در آن غالب فاکتورهای مهم تحلیل می شوند، را می توان در [۳۶، ۳۷] یافت. نتیجه گیری اصلی این تحلیل، که بر روی یک سیستم آزمایشی ۱۴- باس IEEE اعمال شده است متعاقبا بصورت خلاصه ارائه خواهد شد.
جهت شروع کار، مجموعه مکفی و بزرگی از حالات متفاوت شبکه از طریق درون یابی مناسب یک منحنی بار ۲۴ ساعته نوعی ایجاد می شود. برای هر حالت، یک مجموعه اندازه گیری حشو از طریق اضافه نمودن نویز تصادفی متناظر با انحراف معیار مشخص، s، ایجاد می شود. مقادیر s ذیل نیز مد نظر هستند:
تخمین حالت سیستم قدرت: تئوری و پیاده سازی – فصل ۷
۷-۳٫ شناسایی پارامترهای مظنون
با وجود آنکه از نقطه نظر تئوریکی، پارامترهای کلیه شاخه های شبکه، در صورتی که سری درازی از تصاویر لحظه ای اندازه گیری حشو کامل موجود باشند، قابل تخمین خواهد بود، در عمل این مورد غالبا محقق نخواهد شد. بعلاوه، علاوه بر هزینه محاسباتی، نوعی دلنگرانی در خصوص برخورد کرانه بالایی نیز وجود دارد که بوسیله سیستم اندازه گیری، با توجه به دقت پارمترهای تخمینی، تحمیل می شود (به بخش های ۷-۶ و ۷-۷ رجوع شود). به عبارت دیگر، تخمین پارامتری که مقدار موجود آن احتمالا دقیق تر از مقداری می باشد که بوسیله SE فراهم شده است چندان کار مناسبی نخواهد بود.
۷-۴٫ رده بندی روش تخمین پارامتر
علیرغم وجود مباحث بسیاری در زمینه SE، تعدادی از انتشارات مباحثی را در ارتباط با مشکلات تخمین پارامتر مطرح نموده اند که نسبتا یک حالت سطح میانگین و معتدل را بیان داشته اند. تکنیک های مرتبط با تخمین پارامتر شبکه شامل اتصالات ترانسفورماتور را می توان به شرح ذیل طبقه بندی نمود [۳۷]:
۷-۵٫ تخمین پارامتر بر مبنای تحلیل حساسیت باقیمانده
همانگونه که در بالا ذکر شد، این رویکرد از بردار حالت متعارف استفاده نموده و همچنین از مزیت نتایج حاصله به وسیله SE استفاده می نماید تا قابلیت انجام فرآیند تخمین پارامتر را داشته باشد.
تکنیک ارائه شده در [۲۳،۲۴،۳۵] بر مبنای ارتباط بین حساسیت باقیمانده ها و خطاهای اندازه گیری می باشد [۱۶]:
۷-۶٫ تخمین پارامتر بر مبنای افزونگی بردار حالت
در این کلاس مرتبط با روش ها، پارامتر مظنون، p، تشکیل دهنده یک متغیر حالت اضافه می باشد. بنابراین، تابع هدف به شرح ذیل خواهد بود:
۷-۶-۱٫ حل با استفاده از معادلات نرمال متعارف
تقریبا سه دهه قبل، رویکرد بردار حالت افزوده در مرجع [۲،۳] جهت تخمین کلیه المانهای Ybus در مختصات قطبی عرضه شد. پس از آن، کلیه تکنیکهای مرتبط که با فاز شناسایی اولیه ترکیب شده اند در بخش ۷-۳ مورد بررسی قرار گرفته اند، به طور موفقیت آمیزی به اشکال مختلف به کار گرفته شدند. به طور مثال، در مرجع [۲۰] نویسندگان جهت ممانعت از مشکلات عددی که ذیلا به آن اشاره می شود اقدام به تعمیم بردار حالت با پخش بار افزایشی نمودند که به جای خود پارامترها از خطاهای پارامتر نشات گرفته بود. خطاهای پارامتری متعاقبا بر حسب این پخش بارهای مرتبط محاسبه شده اند.
۷-۶-۲٫ راه حل بر مبنای نظریه فیلتر کالمن
روش ارائه شده در [۱۱] سعی در تخمین ادمیتانس های خط انتقال، اتصالات ترانسفورماتور، بایاس ها و سوگیری های اندازه گیری و انحراف های معیار خطاهای اندازه گیری نموده و به عنوان اولین تلاش جهت به کارگیری متقارن فیلتر کالمن در چنین مساله ای به شمار می آید.
در هر زمان نمونه k، اندازه گیری ها در ارتباط با حالات بر مبنای معادله ذیل هستند.
۷-۷٫ تخمین پارامتر بر مبنای سری تاریخی داده ها
در نظر بگیرید که پارامترهای شبکه الزاما با توجه به زمان تغییرناپذیر بحساب می آیند، بدینسان این امر امکان پذیر می باشد و همچنین احتمالا از راحتی بیشتری نیز برخوردار خواهد بود تا نسبت به اجرای فرآیند تخمین پارامتر در یک حالت دسته ای با استفاده از یک مجموعه بزرگ مکفی نمونه های اندازه گیری ثبت شده اقدام نماییم. این راهکار مرتبط در بردارنده مزیت های ذیل می باشد [۲۵، ۳۶]:
تخمین حالت سیستم قدرت: تئوری و پیاده سازی – فصل ۷
۷-۸٫ تخمین اتصال ترانسفورماتور
از یک نقطه نظر عملیاتی دو کلاس مختلف اتصالات حین بار را میتوان مشخص نمود:
اتصالات ترانسفورماتورهای بزرگ قرار گرفته در داخل شبکه انتقال حجیم یا متصل کننده شبکه های انتقال به شبکه های فوق توزیع. این اتصالات غالبا به صورت تله متری و با قابلیت بکارگیری توسط اپراتور مرکز کنترل از راه دور تنظیم شده تا آنکه ولتاژهای باس در محدوده های منطقی و در این حال نسبتا گسترده ای قرار گرفته تا قابلیت کنترل پخش بار راکتیو و توان راکتیو که بوسیله ژنراتورها حاصل میشوند وجود داشته باشد و همچنین بتوان نسبت به کاهش اتلافهای توان نیز اقدام نمود.
۷-۹٫ رویت پذیری پارامترهای شبکه
رویت پذیری پارامترها مشخص کننده شاخه خاصی، منوط به طبیعت اندازه گیری ها در مجموعه مجاور، می باشند. همان طور که در بخش ۷-۲ تعریف شد، این مجموعه متشکل از پخش بار شاخه و تزریق قدرت در هر دو باس های ترمینال می باشد. به هنگامی که کلیه اندازه گیرها در این مجموعه جهت تخمین بردار حالت متعارف حیاتی باشند، هیچ کدام از پارامترهای شاخه مطبوع قابل رویت نخواهند بود. در حقیقت هیچ کدام از خطای پارامتر به صورت غیر قابل تشخیص باقیمانده نمانده چرا که باقیمانده های مورد نظر بصورت تهی خواهند بود. به طورمعکوس، در صورتی که هر یک از این مجموعه، و از اینرو کل آنها، حشو باشند، بنابراین حداقل یک پارامتر شاخه واحد، همانند طول خط یا اتصال فرانسفورماتور، را می توان به منظور تخمین به بردار حالت اضافه نمود [۱۷]. تخمین چندین پارامتر نیازمند سطح حشو بالاتری می باشد.
۷-۱۰٫ مباحث
ویژگی های ذیل تا اندازه ای مورد جدل بوده و نیازمند طرح مباحث و بررسی های بیشتری هستند.
تحلیل باقیمانده در برابر افزونگی حالت. در صورتی که هدف نهایی، تخمین یک مقدار پارامتر باشد، بنابراین تکنیک افزونگی بردار حالت به تکنیکی که بر مبنای تحویل حساسیت باقیمانده می باشد ترجیح داده می شود. این امر به واسطه این حقیقت است که دیدگاه مبتنی بر باقیمانده ها اطلاعات خود را از مدل خطی گرفته و از بنابر این می بایست آن ها را به صورت تکراری به کار گرفت تا قابلیت حصول دقت یکسان به وجود آید. با این وجود، تحلیل باقیمانده هنوز نیز در فرآیند شناسایی شاخه های مظنون ضروری می باشد.
فیلتر کالمن در برابرSEمتعارف. این امر اشکار است که به کارگیری چندین تصویر لحظه ای، چه به صورت ترتیبی با استفاده از فیلتر کالمن و چه به صورت همزمان به وسیله بزرگ سازی روشSE متعارف، سبب ارتقای حشو محلی شده و راهکار ایمنی را برای به روز رسانی بانک اطلاعات فراهم می آورد. این موضوع مشخص نیست که آیا فیلتر بازگشتی را می بایست در کلیه شرایط به کار گرفت یا خیر. فیلتر کلمن احتمالا برای بروز رسانی پیوسته پارامترهای متغیر- زمانی در یک ناحیه موضعی متناسب تر می باشد، در حالی که رویکرد SWL ساده تر به عنوان یک انتخاب بهتر جهت تخمین پارامترهای ثابت است. به هر حال این نکته را در ذهن بسپارید که هر نوع روش بکار گرفته شده، در صورت وجود خطاهای بزرگ و پایدار بدون تشخیص، سبب ارائه تخمین ضعیفی برای پارامترها خواهد شد.
پردازش آنلاین در برابر آفلاین. تخمین موقعیت های اتصال ترانسفورماتور نظیر تشخیص خطاهای توپولوژی، بصورت ذاتی به عنوان یک فرآیند آنلاین بشمار می آیند. با این حال، پردازش آفلاین را می توان یک رویکرد مکفی در جهت تخمین آن دسته از پارامترهای شاخه ای بشمار آورد که الزاما به صورت ثابت در خلال زمان باقی می مانند، همانند اندوکتا نس و کاپاسیته. نوسانات مقاومت خط بواسطه تغییرات دما نیز ممکن است معنی دار باشند، اما نشان داده شده است که خطاهایی که بر روی این پارامتر تاثیر می گذارند از تاثیر کمتری بر روی عملکرد SE برخوردار هستند [۳۳، ۳۶]. علاوه بر این، در صورتی که دماهای شاخص همراه با هر نمونه ضبط شوند، این امکان وجود خواهد داشت تا نسبت به مرتبط نمودن مقاومت متغیر زمانی به مقدار ثابت متناظر با یک دمای مرجع اقدام نماییم.
تخمین پارامتر به صورت محلی در برابر تخمین کلی. این مسئله به این موضوع اشاره دارد که آیا پارامترهای اندک انتخابی (شامل اتصالات ترانسفورماتور) را می بایست تخمین زد و یا فرآیند تخمین را باید بگونه ای بصورت تطبیقی گسترش داد که نهایتا شامل کلیه شاخه های شبکه با حشو محلی مکفی شود یا خیر. یک پاسخ مقدماتی به این سوال را می توان از طریق نگاه به نتایج ارائه شده فوق عرضه داشت. از جدول ۷-۱ می توان این مورد را استنباط کرد که برای یک حشو مشخص شده خطاهای پارامتر تخمینی در تناسب با میانگین خطای اندازه گیری می باشند. بنابر این، در صورتی که SE با اندازه گیری های بسیار دقیقی همراه شود، مقادیر پارامتر تخمینی به احتمال بیشتری بهتر از مقادیری خواهد بود که در بانک اطلاعات ذخیره شده اند. اما مورد معکوس نیز ممکن است رخ دهد. یک مقدار پارامتر قابل پذیرش ممکن است در صورتی با یک مقدار دارای دقت کمتر بروزرسانی شود که در فرآیند تخمین اندازه گیری های ضعیفی وجود داشته باشد. بنابر این، تصمیم گیری به صورت پیشاپیش در این زمینه که کدام یک از پارامتر ها را می بایست مورد تخمین قرار داد به عنوان یک مولفه جرئی بشمار نمی آید.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
