Синтезированный метод оценивания состояния режимных параметров энергосистем для программных комплексов реального времени

Abstract

Актуальность. В диспетчерских управлениях энергосистемами используются программные комплексы реального времени, где модуль оценивания состояния является ключевым, так как на основании результатов оценённых режимных параметров, полученных из этого модуля, определяются более ёмкие режимные параметры, отвечающие за устойчивость и надёжность работы энергосистем. В настоящее время для оценивания параметров применяются телеизмерения и синхронизированные векторные измерения, поэтому развитие методов оценивания состояния является актуальной задачей. Цель. Разработка и апробация синтезированного метода оценивания режимных параметров, позволяющего повысить точность оценивания параметров и качество решения задач, связанных с повышением устойчивости и надёжности работы энергорайонов энергосистем, для использования в программных комплексах реального времени. Методы. Предлагаемый метод базируется на математическом аппарате метода Гаусса-Ньютона и расширенном фильтре Калмана при совместном использовании массивов телеизмерений оперативно-информационного комплекса и синхронизированных векторных измерений системы мониторинга переходных режимов. Результаты. Разработан и апробирован синтезированный метод оценивания режимных параметров энергосистем в нормальном и послеаварийном режимах. Выводы. На основании анализа результатов экспериментов подтверждено, что по сравнению со стандартным методом оценивания состояния, предложенный синтезированный метод повышает точность оценивания таких режимных параметров, как напряжение и переток активной мощности в нормальном и послеаварийном режимах, обеспечивая повышенную точность при определении максимально-допустимого перетока активной мощности и объёмов управляющих воздействий. Разработанное программное обеспечение позволяет внедрить метод в модуль оценивания состояния программных комплексов реального времени. Определены перспективные направления развития методов оценивания состояния при возникновении динамических процессов в энергорайонах энергосистем.

Relevance. Real time hardware and software systems are operated in power system operation centers. In these systems the state estimation block is one of the key one, since in accordance with the regime parameters results, derived from this block, the more comprehensive parameters can be calculated. These parameters are reckoned for system stability and reliability. Today telemetry and synchronized phasor measurements are used for parameters estimation. Therefore, the state estimation methods development is a relevant task. Aim. Development and practical evaluation of the regime parameters estimation synthesized method for using in real time hardware and software systems. The synthesized method permits to improve estimation accuracy and decision quality of focal points coming from system stability and reliability stabilization. Methods. Proposed method is based on mathematical frameworks of Gauss-Newton method and extended Kalman filter when telemetry and synchronized phasor measurements arrays are simultaneously utilized. Results. The synthesized method of power systems regime parameters estimation at steady-state and post accident conditions is developed and evaluated. Conclusions. It is confirmed, that presented synthesized method increases accuracy of the voltage and active power flow estimation at steady-state and post accident regimes, thereby enabling the improved accuracy of maximum allowed active power flows and control action volumes in contrast to the standard state estimation method. Developed software provides an opportunity to implement this method into the state estimation block of real time hardware and software systems. The upcoming trends for state estimation methods development in the event of dynamic processes in power system areas are also formed