Повышение точности расчета объемов управляющих воздействий в централизованной системе противоаварийной автоматики при оценивании состояния энергосистем
| Parent link: | Вестник Чувашского университета № 3.— 2021.— [С. 5-20] |
|---|---|
| Main Author: | |
| Corporate Author: | |
| Other Authors: | |
| Summary: | Заглавие с экрана Предложены результаты исследований эффективности и целесообразности использования измерений углов при напряжениях и токах, полученных от системы мониторинга переходных режимов, для повышения точности расчёта объёмов управляющих воздействий при оценивании состояния энергосистем. Для лучшего понимания сути исследования приведена архитектура Централизованной системы противоаварийной автоматики объединённой энергосистемы, сделан акцент на то, что программный модуль оценивания состояния является ключевым в программно-техническом комплексе верхнего уровня. Кратко изложены пути получения телеизмерений и синхронизированных векторных измерений. Для проведения исследований выполнена модификация существующего метода Гаусса-Ньютона по вектору измерений, вектор-функции и диагональной матрице весовых коэффициентов. Эксперименты проведены на тестовой схеме IEEE 14-bus и реальной схеме системообразующей сети 500-220 кВ объединённой энергосистемы. Обе схемы имеют несколько районов управления, связанных между собой контролируемыми сечениями. По результатам экспериментов сделаны выводы о том, что использование модулей напряжений и токов, а также углов при них однозначно повышает точность расчёта объёмов управляющих воздействий. Вместе с этим использование измерений модулей и углов токов увеличивает время работы программного модуля оценивания состояния программно-технического комплекса верхнего уровня, что нежелательно для работы систем реального времени. Поэтому целесообразно учитывать измерения модулей и углов токов только для тех контролируемых сечений, при отключении которых коэффициент напряжённости, характеризующий предел по статической апериодической устойчивости в аварийных схемно-режимных ситуациях, больше чем 0,92. Выявлено, что расчёт объёма управляющих воздействий чувствителен к наличию ошибки в измерениях углов при токах. Поэтому для надёжного использования измерений модулей и углов токов в качестве исходных данных для оценивания состояния, а также расчёта объёмов управляющих воздействий необходимо не допускать сбоев синхронизации устройств синхронизированных векторных измерений при эксплуатации и разработать процедуру коррекции фазового сдвига. The paper presents the results of the study on the effectiveness and advisability of voltage's and current's angles usage, collected from a wide-area monitoring system, to increase an accuracy of control actions volume calculation in case of power system's state estimation. Centralized emergency control system architecture of a power pool system is shown to better understand the research core. We emphasize that the state estimation software module is the key module in a high level hardware and software package. Ways of telemetry and synchronized phasor measurements collection are outlined. For research practice, Gauss-Newton mathematical method is modified via measurement vector, vector-function, and scalar matrix of weight coefficients. Experiments are provided by IEEE 14-bus power system and 500-220 kV real backbone network. These power systems have several control areas, connected by interchanges. According to experiment results, we conclude that using not only voltage's and current's modules but also angles increases an accuracy of control actions volume calculation and effectiveness of a centralized emergency control system operation in the part of a control action formation. Therewith, the usage of current's modules and angles raises the execution time of the state estimation software module. It is undesirable for real time systems operation. Therefore, it is reasonable to take into account current's modules and angles only for those interchanges in emergency mode, when intensity factor, characterizing the limit of static stability, is more than 0.92. We also find out that control action volume calculation is sensitive to mistakes in current's angles measurements. Thus, for reliable usage of current's modules and angles as data for a state estimation and control action volume calculation, it is necessary to prevent timing errors of synchronized phasor measurement units and also develop a phase shift correction algorithm. Режим доступа: по договору с организацией-держателем ресурса |
| Published: |
2021
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46617354 https://doi.org/10.47026/1810-1909-2021-3-5-20 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=665804 |
| Summary: | Заглавие с экрана Предложены результаты исследований эффективности и целесообразности использования измерений углов при напряжениях и токах, полученных от системы мониторинга переходных режимов, для повышения точности расчёта объёмов управляющих воздействий при оценивании состояния энергосистем. Для лучшего понимания сути исследования приведена архитектура Централизованной системы противоаварийной автоматики объединённой энергосистемы, сделан акцент на то, что программный модуль оценивания состояния является ключевым в программно-техническом комплексе верхнего уровня. Кратко изложены пути получения телеизмерений и синхронизированных векторных измерений. Для проведения исследований выполнена модификация существующего метода Гаусса-Ньютона по вектору измерений, вектор-функции и диагональной матрице весовых коэффициентов. Эксперименты проведены на тестовой схеме IEEE 14-bus и реальной схеме системообразующей сети 500-220 кВ объединённой энергосистемы. Обе схемы имеют несколько районов управления, связанных между собой контролируемыми сечениями. По результатам экспериментов сделаны выводы о том, что использование модулей напряжений и токов, а также углов при них однозначно повышает точность расчёта объёмов управляющих воздействий. Вместе с этим использование измерений модулей и углов токов увеличивает время работы программного модуля оценивания состояния программно-технического комплекса верхнего уровня, что нежелательно для работы систем реального времени. Поэтому целесообразно учитывать измерения модулей и углов токов только для тех контролируемых сечений, при отключении которых коэффициент напряжённости, характеризующий предел по статической апериодической устойчивости в аварийных схемно-режимных ситуациях, больше чем 0,92. Выявлено, что расчёт объёма управляющих воздействий чувствителен к наличию ошибки в измерениях углов при токах. Поэтому для надёжного использования измерений модулей и углов токов в качестве исходных данных для оценивания состояния, а также расчёта объёмов управляющих воздействий необходимо не допускать сбоев синхронизации устройств синхронизированных векторных измерений при эксплуатации и разработать процедуру коррекции фазового сдвига. The paper presents the results of the study on the effectiveness and advisability of voltage's and current's angles usage, collected from a wide-area monitoring system, to increase an accuracy of control actions volume calculation in case of power system's state estimation. Centralized emergency control system architecture of a power pool system is shown to better understand the research core. We emphasize that the state estimation software module is the key module in a high level hardware and software package. Ways of telemetry and synchronized phasor measurements collection are outlined. For research practice, Gauss-Newton mathematical method is modified via measurement vector, vector-function, and scalar matrix of weight coefficients. Experiments are provided by IEEE 14-bus power system and 500-220 kV real backbone network. These power systems have several control areas, connected by interchanges. According to experiment results, we conclude that using not only voltage's and current's modules but also angles increases an accuracy of control actions volume calculation and effectiveness of a centralized emergency control system operation in the part of a control action formation. Therewith, the usage of current's modules and angles raises the execution time of the state estimation software module. It is undesirable for real time systems operation. Therefore, it is reasonable to take into account current's modules and angles only for those interchanges in emergency mode, when intensity factor, characterizing the limit of static stability, is more than 0.92. We also find out that control action volume calculation is sensitive to mistakes in current's angles measurements. Thus, for reliable usage of current's modules and angles as data for a state estimation and control action volume calculation, it is necessary to prevent timing errors of synchronized phasor measurement units and also develop a phase shift correction algorithm. Режим доступа: по договору с организацией-держателем ресурса |
|---|---|
| DOI: | 10.47026/1810-1909-2021-3-5-20 |