Optimal Placement of PMUs for Enhancing Power System State Estimation Including Both V & I Phasors. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF MSc_Thesis.pdf Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

تعتمد الأنظمة التقليدية لتقدير حالة أنظمة القوى على جمع قياساتٍ من منظومة التحكم الإشرافي و استحصال البيانات المعروفة اختصاراً بمنظومة (سكاداSCADA ). قد تعطي هذه القياسات نتائج خاطئةً عند وجود بياناتٍ سيئةٍ. كبديلٍ عن تلك المنظومة، تزودنا أجهزة قياس الطور (PMUs) – المتزامنة بأقمارٍ اصناعيةٍ عبر نظام تحديد المواقع (GPS) ما يمكنها من تحديث البيانات المجمعة بترددٍ عالٍ – بقياساتٍ آنيةٍ لمطوار جهود العقد الكهربائية و مطوار تيارات الأفرع الكهربائية. و نظراً لارتفاع تكلفة أجهزة المطوار؛ فإنها لن تحل محل المنظومة التقليدية لتقدير حالة النظام. عوضاً عن ذلك، ستحسن أجهزة المطوار من أداء نطام تقدير الحالة بتركيب عددٍ محددٍ منها في نظام الطاقة الكهربائية. يهدف هذا البحث إلى إيجاد توزيعٍ أمثل لأجهزة المطوار في أجهزة الطاقة الموجودة حالياً. واحدةٌ من تقنيات التحسين الأمثل الإرشادية طُوّرت لإيجاد أقل عددٍ ممكن و أفضل موقعٍ لأجهزة قياس طوري الجهد و التيار الكهربائيين من أجل تحسين دقة تقدير حالة النظام. تم اعتبار خوارزميتين لتقييم تقدير الحالة و هما: المربعات الصغرى الموزونة (WLS) و المربعات الصغرى ذات الوزن التكراري (IRLS). يعدل هذا البحث صياغة هذين المقدّرين لحساب قياسات المطوار. تم اختبار أداء كلٍ من مقدِّري الحالة – بتضمين أجهزة قياس الطور و بعدم تضمينها – هذين بوجود أنواعٍ مختلفةٍ من البيانات الخاطئة على أنظمة معهد مهندسي الكهرباء و الإلكترونيات (IEEE) و هي: IEEE-14، IEEE-30، و IEEE-118. و قد وُجد أن دمج وحدات قياس الطور يعزز أداء كلا المقدّرين، و أن أداء المقدر IRLS يفوق أداء المقدر WLS في رفض البيانات السيئة، و كبت نقاط التأثير السيئة، و تقديم نتائج تقديرٍ أفضل.

English Abstract

Traditional state estimation of power system is based on measurements collected from supervisory control and data acquisition (SCADA) system. Such measurements can give erroneous results in the presence of bad data. Alternatively, phasor measurement units (PMUs), which are synchronized by GPS and have high sampling frequency, provide real-time highly accurate readings of bus-phasor’s voltages and branch-phasor’s currents. Due to their high cost, however, they will not replace conventional state estimator meters. Rather, they will improve the estimator performance by installing a certain number into a power system. This research investigates an optimal placement of PMUs to a power system with existing conventional meters. A heuristic optimization technique is developed to find the optimum number as well as the best location of both voltage and current PMUs to enhance the accuracy of state estimation. Two algorithms are considered for state estimation evaluation, namely, weighted least squares (WLS) and iteratively reweighted least squares (IRLS). This work modifies the formulation of these two estimators to account for PMU measurements. The performance of these estimators is tested – with and without PMUs – in the presence of different types of bad data using IEEE 14-, 30-, and 118-bus systems. It was found that incorporation of PMUs enhances the performance of both estimators, and IRLS outperforms WLS in rejecting bad data, suppressing bad leverage points, and providing better estimation results.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Habiballah, Ibrahim Omar
Committee Members:	Ahmed, Chokri Belhaj and Kassaa, Mahmoud
Depositing User:	HUTHAIFA HUSSEIN (g201410860)
Date Deposited:	11 Jan 2018 11:23
Last Modified:	31 Dec 2020 07:29
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140562

Available Versions of this Item

• Optimal Placement of PMUs for Enhancing Power System State Estimation Including Both V & I Phasors. (deposited 11 Jan 2018 11:23) [Currently Displayed]