相量量測(cè)單元（PMU）在電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的配置關(guān)系到狀態(tài)估計(jì)的質(zhì)量。PMU應(yīng)當(dāng)以最小的成本布置在最優(yōu)的節(jié)點(diǎn),同時(shí)增加冗余性和可觀性。本文提出了一種考慮非線性節(jié)點(diǎn)靈敏度約束的、基于模式搜索算法求解的PMU最優(yōu)選址模型。通過(guò)計(jì)算考慮負(fù)荷變動(dòng)的潮流得到電壓均值,形成電壓可靠性指標(biāo),以此判斷靈敏節(jié)點(diǎn)。非線性約束中考慮零注入節(jié)點(diǎn),減少PMU配置的數(shù)量同時(shí)滿足狀態(tài)估計(jì)的要求。節(jié)點(diǎn)的冗余性利用節(jié)點(diǎn)可觀性指標(biāo)得到,說(shuō)明PMU布置在敏感節(jié)點(diǎn)的必要性。利用模式搜索算法求解該優(yōu)化模型,并給出了以IEEE14節(jié)點(diǎn)為例的PMU最優(yōu)配置具體模型。最后利用IEEE14和30節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了仿真算例分析,說(shuō)明該模型和算法的有效性。 

【文章來(lái)源】：自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2019,38(07)

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IEEE14節(jié)點(diǎn)模型原始IEEE14節(jié)點(diǎn)的PMU選址優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)

辨識(shí)建模與仿真IdentificationModelingandSimulation《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2019年第38卷第7期TechniquesofAutomation&Applications圖3PS算法流程本文分別在IEEE14節(jié)點(diǎn)和IEEE30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行仿真分析，仿真軟件為MatLab2012b。對(duì)于優(yōu)化問(wèn)題中的初始點(diǎn)z0，設(shè)為0.5。計(jì)算成本函數(shù)時(shí)，權(quán)重值通常都取1。PMU選址的權(quán)重可以在0到2之間選擇，取決于成本、安裝和操作等標(biāo)準(zhǔn)。隨著權(quán)重值的增加，成本函數(shù)的值也在增加。下表給出了IEEE14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和IEEE30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的靈敏度值（降序）和零注入節(jié)點(diǎn)。表1IEEE14和30節(jié)點(diǎn)靈敏節(jié)點(diǎn)與零注入節(jié)點(diǎn)5.2算例分析5.2.1PMU優(yōu)化配置結(jié)果對(duì)于14節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的BOI值，來(lái)估計(jì)冗余度并達(dá)到全系統(tǒng)的可觀性。該系統(tǒng)的含靈敏節(jié)點(diǎn)和不含靈敏節(jié)點(diǎn)的BOI值如下表2和3：表2不含靈敏節(jié)點(diǎn)BOI表3含靈敏節(jié)點(diǎn)BOI下表4給出了含零注入和不含零注入的PMU選址情況。可以看出，含有零注入模型的PMU數(shù)量要少一些。根據(jù)本文的算法，PMU安裝在系統(tǒng)中具有最大冗余、完全可觀的節(jié)點(diǎn)。下表給出了考慮靈敏約束的含零注入模型和不含零注入的PMU選址情況�？梢钥闯�，考慮靈敏約束后，仍然是含有零注入模型的PMU數(shù)目更少。PMU安裝在靈敏節(jié)點(diǎn)，達(dá)到系統(tǒng)的完全冗余；考慮零注入約束，達(dá)到最優(yōu)冗余度。全系統(tǒng)的CSORI值計(jì)算結(jié)果如下表6�？梢钥闯�，含有零注入節(jié)點(diǎn)約束的CSORI表4含零注入模型和不含零注入的PMU選址表5考慮靈敏約束的含零注入模型和不含零注入的PMU選址表6IEEE14和30節(jié)點(diǎn)CSORI值88

謾?019年第38卷第7期IdentificationModelingandSimulationTechniquesofAutomation&Applications值相比不含零注入的更校5.2.2模式搜索算法有效性分析本文利用PS算法，達(dá)到目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值的所需時(shí)間分別為0.421608s和1.168460s。對(duì)于各系統(tǒng)，網(wǎng)格收斂值均為9.3325×10-7。從下圖4和5可以看出，系統(tǒng)規(guī)模越龐大，收斂速度越慢。同時(shí)也可以看出，PS算法的迭代次數(shù)都較少。對(duì)于IEEE14節(jié)電系統(tǒng)，不含零注入的目標(biāo)函數(shù)最適值為5，含零注入最適值為4；對(duì)于IEEE30節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，不含零注入最適值為10，含零注入最適值為8。圖4IEEE14節(jié)點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)收斂情況圖5IEEE30節(jié)點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)收斂情況本文也將PS算法與整數(shù)線性規(guī)劃（ILP）[19]和WLS法[20]進(jìn)行對(duì)比，具體結(jié)果如表7。求解對(duì)象是含靈敏約束的PMU最佳配置數(shù)量。表7完全可觀性時(shí)PMU配置數(shù)量可以看出，本文采用的PS算法相比其他算法的求解出的PMU數(shù)目較少，也就意味著求解質(zhì)量較高。6結(jié)束語(yǔ)本文利用模式搜索算法求解了PMU在電力系統(tǒng)的選址問(wèn)題。建立了含有非線性約束的PMU選址模型，該模型旨在將PMU配置在靈敏節(jié)點(diǎn)，以提高系統(tǒng)冗余度、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的完全可觀性。通過(guò)潮流計(jì)算得到VSI，從而得到靈敏節(jié)點(diǎn)。通過(guò)PS算法求解含有零注入約束和不含零注入約束的模型對(duì)比出PS算法的有效性。給出了BOI數(shù)據(jù)，說(shuō)明隨著PMU的最優(yōu)配置，系統(tǒng)的冗余度在提高。將零注入節(jié)點(diǎn)考慮到靈敏約束的優(yōu)化問(wèn)題當(dāng)中，可以在減小PMU配置數(shù)量的同時(shí)降低成本。本文也通過(guò)CSORI分析了系統(tǒng)完全可觀的求解結(jié)果。參考文獻(xiàn):[1]KORRESGN,ManousakisNM,XYGKISTC,etal.Optimalphasormeasurementunitplacementfornu-mericalobservabilityinthepresenceofconventionalme-asurementsusingsemi-definit

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3342139