Milad Raiesi
MSc Thesis:
Title: Calculation of Power System Thevenin equivalent from a bus point of view using PMU measurements and Least-Square error method
Abstract: On-line monitoring of long-term voltage stability is one of the main interesting objectives in the power system operation and control which can be realized with the extension of phasor measurement units (PMUs). One of the main methodologies of long-term voltage stability assessment is to use Thevenin equivalent of the system seen by the load buses which can be obtained using voltage and current phasors provided by PMU measurements. The main assumption in the Thevenin equivalent estimation is that the system side is fixed while the load bus is changing. This assumption is not true in practical situations which makes the estimation of Thevenin equivalent a challenging task. There have been many research efforts to reduce the error of Thevenin equivalent estimation. One of the main categories of Thevenin equivalent estimation methods are least square error (LSE)-based algorithms which can efficiently reduce the error of estimation of using PMUs data. In this thesis, some of LSE-based algorithms including basic, recursive (with fixed and variable forgetting factors), and robust LSE algorithms have been investigated and their application in determination of power system Thevenin equivalent parameters have been demonstrated. Furthermore, the impact of PMU measurement error on the estimation of Thevenin equivalent parameters has been studied. The performance of the studied LSE algorithms in the estimation of Thevenin equivalent parameters, especially for various data window sizes, is studied using two data categories obtained from dynamic simulation of IEEE 39-bus test system.
چکیده: پایش آنلاین پایداری ولتاژ بلندمدت سیستمهای قدرت یکی از اهداف اصلی در بهرهبرداری و کنترل سیستمهای قدرت است که با گسترش نصب واحدهای اندازهگیری فازوری امکانپذیر شدهاست. یک دسته از روشهای ارزیابی آنلاین پایداری ولتاژ، محاسبۀ حاشیه پایداری ولتاژ با استفاده از معادل تونن سیستم قدرت از دیدگاه باسهای سیستم است. با استفاده از فازورهای ولتاژ و جریان اندازهگیریشده در هر باس سیستم قدرت میتوان معادل دو باس سیستم را تخمین زد. فرض اصلی در محاسبۀ معادل تونن سیستم قدرت ثابت بودن سمت سیستم در باس مورد نظر و تغییر سمت بار در این باس است. با توجه به اینکه عملاً این فرض قابل تحقق نیست، محاسبۀ معادل تونن سیستم قدرت به وظیفۀ مشکلی تبدیل میشود که محققین سعی کردهاند با ارائه روشهایی خطای تخمین معادل تونن سیستم قدرت را کاهش دهند. یک دسته از روشهای تخمین معادل تونن سیستم قدرت، روشهایی هستند که از الگوریتم حداقل مربعات خطا استفاده میکنند. مزیت مهم این الگوریتمها استفاده از دادههای بیشتر و بنابراین امکان کاهش بیشتر خطای تخمین است. در این پایاننامه، الگوریتم حداقل مربعات خطا و برخی از انشعابات آن از جمله الگوریتم حداقل مربعات خطای بازگشتی، الگوریتم حداقل مربعات خطای بازگشتی با ضرایب فراموشی ثابت و متغیر، الگوریتم حداقل مربعات خطای مقید و الگوریتم حداقل مربعات خطای مقاوم مرور و کاربرد آنها در مسئله تعیین معادل تونن سیستم قدرت ارائه میشود. در این خصوص به خطای PMUها و تأثیر آنها روی پارامترهای مختلف معادل تونن سیستم قدرت پرداخته میشود و در ادامه با استفاده از دو دسته داده که از شبیهسازی دینامیکی سیستم 39 باس IEEE به دست آمدهاست، عملکرد برخی از الگوریتمهای حداقل مربعات خطا از جمله تأثیر اندازه پنجره داده روی نتایج تخمین مدار معادل تونن بررسی میشود.
کلمات کلیدی: واحدهای اندازهگیری فازوری (PMU)، روش حداقل مربعات خطا، معادل تونن سیستم قدرت، حاشیه پایداری ولتاژ