Tính toán ướ lượng thông số trạng thái một hệ thống điện với dữ liệu đầu vào ho bởi định dạng df

Power System State Estimation Theory and Implementation 1 st ed.. U.S-Canada Power System Outage Task Force [Online] https://reports.energy.gov [5] http://tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL

  2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

- Hoàng Xuân Hùng

TÍNH TOÁN ƯỚC LƯỢ NG THÔNG S TR NG THÁI M T H Ố Ạ Ộ Ệ

TH ỐNG ĐIỆ N V I D ỆU ĐẦ Ớ Ữ LI U VÀO CHO B I Đ NH D NG CDF Ở Ị Ạ

Trang 3

MỤC LỤC

 5

 6

 7

 8

 13

1.1  13

1.2  14

1.2.1  14

1.2.2  17

1.2.3  20

 22

2.1  22

2.1.2  22

2.1.2  32

2.2  34

2.3  35

  45

3.1  45

3.2  47

3.4  48

Trang 4

3.4.1  49

3.4.2  52

3.5  61

 64

 65

 66

Trang 5

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Kí hiệu, từ

CDF Common Data Format 

CT Current Transformer 

EMS Energy Management System 

IED Intelligent Electronic Device 

IEEE Institute of Electrical and

Electronics Engineers  

SCADA Supervisory Control And Data

Acquisistion  WLS Weighted Least Square 

Trang 6

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ KHOA HỌC SỬ DỤNG

Thuật ngữ Nghĩa tiếng Việt

Trang 7

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

   - 24

   - 25

   - 26

   - 27

   - 28

   - 29

   - 30

   - 31

Trang 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1  10

Hình 2  23

Hình 3  33

Hình 4  45

Hình 5  46

Hình 6  50

Hình 7  51

Hình 8  52

Hình 9  53

Hình 10  54

Hình 11  54

Hình 12  55

Hình 13  55

Hình 14  56

Hình 15  56

Hình 16  57

Hình 17  57

Hình 18  58

Hình 19   58

Hình 20  59

Hình 21  59

Hình 22  60

Hình 23  60

Hình 24  62

Hình 25   62

 nguyên nhân là do 

 [3], [4]

Ngày               

               

Trang 10





Supervisory Control Data Acquisition

Energy Management System State Estimation

 (power system state estimation)  

Phương pháp nghiên cứu

 T     thông tin     báo,      



 



 Mô .

Trang 13

CHƯƠNG MÔ HÌNH TOÁN HỆ THỐNG 1

1.1 Phương pháp tính toán ước lượng trạng thái hệ thống điện WLS



zi =

1

=

1( ) ( ) +

1

= hi(x) + ei,  (1.1)



 Sk =vk.i*

k

( ) ( , , , )

n n

( ) ( , , , )

n n

Trang 21

 H(x) = ( )

 thái xklà : g(x) = g(xk) + G(xk)(x-xk) 

Trang 22

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH TỆP “CDF” DỮ LIỆU HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1 Giới thiệu ệp dữ liệu cdf sử dụng nghiên cứu T



  IEEE 118-  

  -bus

2.1.2 Tệp dữ liệu cdf các hệ thống điện IEEE

 -bus, 30-bus, 57-bus, 118-bus, và 300- 

- 

Trang 23

Hình 2 Sơ đồ ệ thống điện mẫu IEEE 118 bus h

Trang 24

Bảng 1 Dữ liệu thanh cái tệp cdf Phần 1/3 , -

Trang 25

Bảng 2 Dữ liệu thanh cái, tệp cdf phần - 2/3

Trang 26

Bảng 3 Dữ liệu thanh cái, tệp cdf phần - 3/3

Trang 27

Bảng 4 Dữ liệu nhánh, tệp cdf phần - 1/5

Trang 28

Bảng 5 Dữ liệu nhánh, tệp cdf phần - 2/5

Trang 29

Bảng 6 Dữ liệu nhánh, tệp cdf phần 3/5 -

Trang 30

Bảng 7 Dữ liệu nhánh, tệp cdf phần 4/5 -

Trang 31

Bảng 8 Dữ liệu nhánh, tệp cdf phần 5/5 -

Trang 33

Hình 3 Mô phỏng hệ thống điện miền bắc trên Powerwworld Simulator

Trang 34

2.2 Matlab và ứng dụng cho Luận văn

MATLAB   và  MathWorks 

    , , t , trình t

function giá trị của hàm= tên hàm(tên biến)

Trang 35



 khai báo nó là global

    m d

1

 ieee118  ieee118  sau:

Dữ liệu thanh cái

areas = [

1 1;

];

Trang 45

CHƯƠNG 3 THỰC HIỆN GIẢI BÀI TOÁN ƯỚC LƯỢNG THÔNG SỐ

HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN MATLAB

3.1 Sơ đồ thuật toán

Trang 46

Hình 5 Sơ đồ thuật toán chương trình tính toán ước lượng

%% Dữ liệu đầu vào

caseName = 'ieee118bus'; %% khai báo tên tệp dữ liệu

nb = 118; %% số bus trong lưới điện

%% Chạy chương trình Tính toán lưới điện

mpopt = mpoption('PF_ALG', 2, 'PF_TOL', 1e 4);

-mpopt(31) = 0;

[baseMVA, buslf, genlf, branchlf, ABusID, ARefID, i2e]

= LFmodule(caseName, mpopt, DecTable);

MEconvertScript;

%% Vòng lặp thực hiện các lần thử nghiệm chương trình ước lượng

AVm = zeros(nb,Mloop); % Ma trận đảo của vector điện áp

AVa = zeros(nb,Mloop); % Ma trận đảo của vector góc pha

Aobs = zeros(1,Mloop);

Aconv = zeros(1,Mloop);

AVmm = zeros(nb,Mloop);

for i=1:Mloop

% Mô phỏng giá trị đo lường

[busm, genm, branchm] = RMEsystem(buslf, genlf, branchlf, Vam(:,i), Vmm(:,i), Pdm(:,i), Qdm(:,i), Pfm(:,i), Qfm(:,i), Ptm(:,i), Qtm(:,i), Pgm(:,i), Qgm(:,i), CVam(:,i), CVmm(:,i), CPdm(:,i), CQdm(:,i), CPfm(:,i), CQfm(:,i), CPtm(:,i), CQtm(:,i), CPgm(:,i), CQgm(:,i));

% Mô phỏng sai số lớn:

busm(10,8) = BigNoise*busm(10,8);

% Thực hiện chương trình ước lượng

[busEs, genEs, branchEs, CovEs, converged, observable] =

SEmodule(mpopt, baseMVA, WInv, buslf, genlf, branchlf, busm, genm, branchm);

EVmm = AVmm - repmat(buslf(:,8),1,Mloop); % Sai số đo trực tiếp

% Sai số của phép ước lượng

EVm = AVm - repmat(buslf(:,8),1,Mloop);

EVa = AVa - repmat(buslf(:,9),1,Mloop);

 

                 

 khác    

3.4.2 Kết quả thực hiện chương trình với 500 lần thử nghiệm

C   ta có sau :

Giá trị module điện áp do ước lượng AVm:

Hình 8 Biểu đồ giá trị modul điện áp

Hình 8   ,

               , này

                 0.975





 0.9714

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000.968

120

Trang 54

Hình 10 Biểu đồ giá trị modu l điện áp của hệ thống điện miền bắc

Hình 11 Biểu đồ sự phân bố giá trị modul điện áp hệ thống điện miền bắc

Trang 55

Giá trị góc pha điện áp do ƣớc lƣợng AV a:

Hình 12 Biểu đồ giá trị góc pha điện áp

Hình 14 Biểu đồ giá trị góc pha điện áp hệ thống điện miền bắc

Hình 15 Biểu đồ phân bố giá trị góc pha điện áp hệ thống điện miền bắc

Trang 57

Sai số modul điện áp EVm:

Hình 16 Biểu đồ sai số modul điện áp

20 40 60 80 100

120

Hình 18 Biểu đồ sai số modul điện áp hệ thống điện miền bắc

Hình 19 Biểu đồ phân bố sa số modul điện áp hệ thống điện miền bắc i

Trang 59

Sai số giá trị đo điện áp EVmm:

Hình 20 Biểu đồ sai số giá trị đo điện áp

40 60 80 100

120

Hình 22 Biểu đồ sai số giá trị đo điện áp hệ thống điện miền bắc

Hình 23 Biểu đồ phân bố sai số giá trị đo điện áp hệ thống điện miền bắc

2 4 6 8 10 12

0 20 40 60 80 100 120 0.94

0.96

0.98

1 1.02

1.04

1.06

Trang 63

 thì   0.94,1.0 



Trang 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Ali Abur and Antonio Gomez Exposito (2004, April) Power System State Estimation Theory and Implementation (1 st ed.) [Online] Available: http://www.books.google.com

[2] Nga         - Robust State Estimation Fusion In Power System Volume 6, Number 12, International  Journal of Innovative Computing, Information and Control, December 2010 [3] Slobodan Paji´c:       Constrained Optimal Power Flow -  [4] Final Report on the August 14, 2003, Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations U.S-Canada Power System Outage

Task Force [Online] https://reports.energy.gov

No 6, №vember/December 1973, pp 1916-1925

PL1.1 PHỤ LỤC 1: Chương trình chuyển đổi Tệp dữ liệu “cdf”sang dạng “.m”

function cf2matlab(cf_file, matlab_file, pversion)

[PQ, PV, REF, NONE, BUS_I, BUS_TYPE, PD, QD, GS, BS, BUS_AREA, VM,

VA, BASE_KV, ZONE, VMAX, VMIN, LAM_P, LAM_Q, MU_VMAX, MU_VMIN] = idx_bus; [GEN_BUS, PG, QG, QMAX, QMIN, VG, MBASE, GEN_STATUS, PMAX, PMIN,

MU_PMAX, MU_PMIN, MU_QMAX, MU_QMIN, PC1, PC2, QC1MIN, QC1MAX,

QC2MIN, QC2MAX, RAMP_AGC, RAMP_10, RAMP_30, RAMP_Q, APF] = idx_gen;

[F_BUS, T_BUS, BR_R, BR_X, BR_B, RATE_A, RATE_B, RATE_C,

TAP, SHIFT, BR_STATUS, PF, QF, PT, QT, MU_SF, MU_ST,

ANGMIN, ANGMAX, MU_ANGMIN, MU_ANGMAX] = idx_brch;

[PW_LINEAR, POLYNOMIAL, MODEL, STARTUP, SHUTDOWN, NCOST, COST] = idx_cost; [AREA_I, PRICE_REF_BUS] = idx_area;

comments = { sprintf('%s', upper(rootname)),

sprintf(' (%s) on %s by cf2matlab, rev %s', cf_file, date, rev(12:end2)),

bus(ibus, BUS_I) = str2num(line(1:4));

bus(ibus, BUS_TYPE) = str2num(line(25:26));

if bus(ibus, BUS_TYPE) == 0

bus(ibus, BUS_TYPE) = 1;

end

if (bus(ibus, BUS_TYPE) < 2) % Pd

bus(ibus, PD) = str2num(line(41:49)) - str2num(line(60:67));

elseif (bus(ibus, BUS_TYPE) >= 2)

bus(ibus, VA) = str2num(line(34:40)); % Va

bus(ibus, BASE_KV) = str2num(line(77:83)); % baseKV

bus(ibus, ZONE) = str2num(line(21:23)); % zone

if bus(ibus, BUS_TYPE) == 3, refgen = igen; end

gen(igen, GEN_BUS) = bus(ibus, BUS_I); % bus number

PL1.3

gen(igen, PG) = Pg; % Pg

if gen(igen, PG) < 0

bus(ibus, PD) = bus(ibus, PD) - gen(igen, PG);

warnings{end+1} = sprintf('***** negative Pg at bus %g treated as Pd', bus(ibus, BUS_I));

fprintf('\n %s', warnings{end});

gen(igen, PG) = 0;

end

gen(igen, QG) = Qg; % Qg

gen(igen, QMAX) = Qmax; % Qmax

gen(igen, QMIN) = Qmin; % Qmin

if Qmax - Qmin < 0.01 % Qmax is modified

gen(igen, QMAX) = Qmin + 0.1 * baseMVA;

warnings{end+1} = sprintf('***** Qmax = Qmin at generator at bus

fprintf('\n %s', warnings{end});

end

gen(igen, VG) = str2num(line(85:90)); % specified voltage

gen(igen, MBASE) = baseMVA; % baseMVA

gen(igen, GEN_STATUS) = 1; % default status is 'on' gen(igen, PMAX) = gen(igen, 2) + baseMVA; % Pmax

gen(igen, PMIN) = 0; % Pmin = 0 by default

gencost(igen, MODEL) = POLYNOMIAL;

warnings{end+1} = sprintf('***** area data conversion not yet

fprintf('\n %s', warnings{end});

iarea = iarea +1;

areas(iarea, AREA_I) = bus(ibus, 7);

areas(iarea, PRICE_REF_BUS) = bus(ibus, 1);

gen(refgen, PMAX) = gen(refgen, PG) + 1.1 * totload - totgen;

warnings{end+1} = sprintf('***** Insufficient generation, setting Pmax at

gencost(zg, COST) = 0.01 * ones(size(zg));

gencost(zg, COST+1) = 40 * ones(size(zg));

nzg = find(gen(:, PG) ~= 0); %% Pg non zero

-gencost(nzg, COST) = 10 * ones(size(nzg)) / gen(nzg, PG);

gencost(nzg, COST+1) = 20 * ones(size(nzg));

gencost(:, COST+2) = zeros(ng, 1);