ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПОГРЕШНОСТИ В СИНХРОНИЗИРОВАННЫХ ВЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ УГЛОВ ПРИ НАПРЯЖЕНИЯХ НА ОЦЕНИВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Бацева Наталья Ленмировна, Фоос Юлия Алексеевна, Панкратов Алексей Владимирович

DOI: 10.47026/1810-1909-2020-3-24-45

Ключевые слова

электроэнергетическая система, оценивание состояния, телеизмерения, система мониторинга переходных режимов, синхронизированные векторные измерения, углы при напряжениях.

Аннотация

В качестве исходных данных для решения задачи оценивания состояния используют телеизмерения и телесигналы, поступающие от устройств телемеханики в оперативно-информационный комплекс. Недостатком срезов телеизмерений является то, что они не содержат углы при напряжениях, которые необходимы для оценивания режимных параметров при решении ряда технологических задач. Внедрение системы мониторинга переходных режимов предоставило возможности для совершенствования решения задачи оценивания состояния по данным синхронизированных векторных измерений, поступающих от устройств синхронизированных векторных измерений. Однако сбои на спутниковом канале устройств синхронизированных векторных измерений, а также высокая загруженность сетей коммуникации приводят к возникновению погрешностей в массивах синхронизированных векторных измерений. Вопрос о точности решения задачи оценивания состояния при влиянии погрешностей в синхронизированных векторных измерениях углов при напряжениях на режимные параметры не до конца изучен и находится на стадии исследования. Оценивание состояния производится с помощью алгоритмов, основанных на математических методах. Существующие алгоритмы не позволяют учесть синхронизированные векторные измерения углов при напряжениях и требуют модификации. В статье представлен модифицированный алгоритм, разработанный на основе метода Гаусса– Ньютона, позволяющий совместно использовать телеизмерения и синхронизированные векторные измерения, оценить влияние погрешностей в синхронизированных векторных измерениях углов при напряжениях на оценивание режимных параметров, определить допустимые интервалы погрешностей по условиям обеспечения корректной оценки параметров режима, сделать вывод о целесообразности применения синхронизированных векторных измерений углов в задаче оценивания состояния. Алгоритм апробирован с помощью вычислительных экспериментов при оценивании таких режимных параметров, как активная и реактивная мощности нагрузки, модуль напряжения, перетоки мощностей. На основе исследований выявлены интервалы погрешностей углов, за пределами которых учёт углов при напряжениях будет способствовать повышению точности оценивания состояния. Определены параметры режима, наиболее сенсорные к увеличению погрешностей в синхронизированных векторных измерениях углов.

Литература

1. Вторушин А.С., Грунин О.М., Петров А.Э. Оценивание состояния энергосистем в задачах противоаварийной автоматики // Известия НТЦ Единой энергетической системы. 2013. № 1(68). C. 99–104.
2. Вторушин А.С., Шипилов В.К. Использование синхронизированных векторных измерений в оценивании состояния электроэнергетических систем // Электроэнергетика глазами молодежи: сб. материалов IХ Междунар. науч.-техн. конф. Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2018. Т. 1. С. 213–216.
3. Гамм А.З. Статистические методы оценивания состояния электроэнергетических систем. М.: Наука, 1976. 220 с.
4. Глазунова А.М., Аксаева Е.С., Съёмщиков Е.С. Выработка управляющих воздействий с помощью искусственных нейронных сетей и модифицированного оценивания состояния [Электронный ресурс] // Современные направления развития систем релейной защиты и автоматики энергосистем. 2015: тр. 5-й Междунар. науч.-тех. конф. Сочи, 2015. URL: cigre.ru›ac­tivity/conference…materials/S.2.1.pdf.
5. Глазунова А.М., Колосок И.Н., Съемщиков Е.С. Обнаружение некорректных данных при управлении интеллектуальной энергосистемой методами динамического оценивания состояния // Электричество. 2017. № 2. С. 18–27.
6. Голуб И.И., Хохлов М.В. Алгоритмы синтеза наблюдаемости электроэнергетических систем на основе синхронизированных векторных измерений // Электричество. 2015. № 1. С.26–33.
7. Грунин О.М., Суворов И.Ф., Пушков К.А. Совершенствование моделей и методов анализа установившихся режимов электрических систем // Электробезопасность. 2015. № 2. С.17–21.
8. Гурина Л.А., Зоркальцев В.И., Колосок И.Н., Коркина Е.С., Мокрый И.В. Оценивание состояния электроэнергетической системы: алгоритмы и примеры решения линеаризованных задач. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2016. 37 с.
9. Дунаева Е.А. Программно-технические решения по обработке данных регистраторов СМПР // Инновационные научные исследования в современном мире: теория, методология, практика: сб. материалы I Междунар. науч.-практ. конф. Уфа: Научно-издательский центр «Вестник науки», 2019. С. 81–87.
10. Жуков А., Куликов Ю., Демчук А., Мацкевич И. Система мониторинга переходных режимов // Электроэнергия. Передача и распределение. 2010. № 2. С. 52–57.
11. Иванов Ю.В., Черепов А.С., Дубинин Д.М. Системный анализ архитектуры построения и свойств компонентов системы мониторинга переходных режимов // Энергия единой сети. 2016. № 3. С. 62–70.
12. Колосок И.Н., Аксаева Е.С., Глазунова А.М. Расчет максимально допустимых перетоков в контролируемых сечениях на основе методов оценивания состояния // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22, № 3(134). С. 145–153.
13. Кочнева Е.С., Паздерин А.В. Вычисление расчетных оценок с более низкой погрешностью по сравнению с измерениями // Материаловедение. Машиностроение. Энергетика: сб. науч. тр. Екатеринбург: Изд-во Уральского федерального ун-та, 2015. С. 582–587.
14. Кузькина Я.И. Обеспечение топологической наблюдаемости ЭЭС на основе синхронизированных векторных измерений // Системные исследования в энергетике: сб. науч. тр. Иркутск: Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2015. С. 14–20.
15. Максименко Д.М., Ерохин П.М., Неуймин В.Г., Шубин Н.Г. Использование оптимизационных методов внутренней точки для оценивания состояния энергосистем // Известия НТЦ Единой энергетической системы. 2012. № 1(66). C. 39–46.
16. Михайленко В.С., Рыбасова О.С., Костюкова С.С. Перспективы применения устройств векторной регистрации для оптимизации работы электрической сети в режиме реального времени // Электроэнергетика глазами молодежи: сб. материалов VIII Междунар. науч.-техн. конф. Самара: Самар. нац. исслед. ун-та, 2017. С. 219–222.
17. Хохлов М.В. К выбору критерия оптимального размещения PMU для задачи оценивания состояния ЭЭС // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: сб. науч. тр. Иркутск: Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2018. С. 382–391.
18. Хохлов М.В. Оценивание параметров схемы замещения линии электропередачи по данным PMU в условиях систематических ошибок измерений // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: сб. науч. тр. Иркутск: Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2015. С. 272–279.
19. Bartolomey P.I., Semenenko S.I. Power Systems State Estimation Acceleration on the Bases of the Synchronized Phasor Measurements in the Power System Steady State Control Tasks. IEEE International Youth Scientific and Technical Conference Relay Protection and Automation (RPA)/ IEEE, 2018, pp. 1–10.
20. Hurtgen M., Maun J.C. Advantages of power system state estimation using phasor measurement units. Proc. of 16^th Power Systems Computation Conference, 2008, pp. 1–7.
21. Ivanov I., Murzin A. Optimal filtering of synchronized current phasor measurements in a steady state. IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT). IEEE, 2015, pp. 1362–1367.
22. Kolosok I.N., Korkina E.S., Mahnitko A.E. Detection of systematic errors in PMU measurements by the power system state estimation methods. Proc. of 56^th Sci. Conf. on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON). IEEE, 2015, pp. 1–4.
23. Korres G.N., Manousakis N.M. A state estimator including conventional and synchronized phasor measurements. Computers & Electrical Engineering, 2012, vol. 38, no. 2, pp. 294–305.
24. Korres G.N., Manousakis N.M. State estimation and bad data processing for systems including PMU and SCADA measurements. Electric Power Systems Research, 2011, vol. 81, no. 7, pp. 1514–1524.
25. Kovalenko P.Y., Berdin A.S. Defining the parameters of a power transmission line equivalent circuit on the basis of phasor measurements. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2017, vol. 870, no. 1, pp. 1–7.
26. Shahriar M., Habiballah I., Hussein H. Optimization of phasor measurement unit (PMU) placement in supervisory control and data acquisition (SCADA)-based power system for better state-estimation performance. Energies, 2018, vol. 11, no. 3, p. 570.
27. Vanfretti L. et al. A framework for estimation of power systems based on synchronized phasor measurement data. IEEE Power & Energy Society General Meeting. IEEE, 2009, pp. 1–6.
28. Wang S. et al. Assessing Gaussian assumption of PMU measurement error using field data. IEEE Transactions on Power Delivery, 2017, vol. 33, no 6, pp. 3233–3236.
29. Zhu J., Abur A. Bad data identification when using phasor measurements. IEEE Lausanne Power Tech. IEEE, 2007, pp. 1676–1681.

Формат цитирования

Бацева Н.Л., Фоос Ю.А., Панкратов А.В. Оценка влияния погрешности в синхронизированных векторных измерениях углов при напряжениях на оценивание параметров режима электроэнергетических систем // Вестник Чувашского университета. – 2020. – № 3. – С. 24–45. DOI: 10.47026/1810-1909-2020-3-24-45.

Загрузить полный текст статьи