جایابی بهینه واحدهای اندازه گیری فازوری به منظور مشاهده پذیری کامل سیستم های قدرت با در نظر گرفتن قیود حساسیت و پیشامدهای مختلف

یکی از شریان های حیاتی هر کشور، صنعت برق شامل قسمت های مختلفی از تولیدانرژی، خطوط انتقال و سیستم های توزیع آن می باشد. رشد روز افزون تقاضای مصرف، عدم توسعه مناسب سیستم های تولید و انتقال انرژی الکتریکی و طرح مسئله تجدید ساختار در صنعت برق، از جمله عواملی است که موجب افزایش سطح بارگذاری شبکه های موجود و متعاقباً کاهش حاشیه پایداری آن ها شده است. در چنین شرایطی، اطمینان از عملکرد پایدار و مناسب شبکه، نیازمند مشاهده دقیق حالات آن است. بهره بردار شبکه باید اطمینان حاصل کند که در هرلحظه متغیرهای شبکه در محدوده مجاز خود قرار داشته و در صورت وقوع پیشامدهای مهم نیز سیستم همچنان عملکرد عادی خود را حفظ می کند. بدون شک اولین قدم در راه ارزیابی امنیت سیستم، نمایش شرایط بهره برداری فعلی آن بوده به نحوی که پس از بررسی آن، تصمیمات احتمالی لازم جهت حفظ شرایط عملکرد مطلوب گرفته شود. برای مشخص کردن وضعیت فعلی سیستم از تخمین حالت استفاده می شود.ورودی برنامه تخمین حالت، اندازه گیری های انجام شده در نقاط مختلف شبکه بوده و خروجی آن متغیرهای حالت سیستم است. این اندازه گیری ها باید از تمامی نقاط شبکه صورت گیرد تا شبکه مشاهده پذیر گردد. معمولاً این اندازه گیری ها با استفاده از سیستم اسکادا انجام می شود. درسیستم اسکادا، تخمین حالت سیستم به کمک اندازهگیری هایی صورت می گیرد که معمولاً هم زمان نبوده، مقداری اختلاف زمانی بین آن هاوجود دارد. از طرف دیگر نرخ نمونه برداری در دستگاه های اندازه گیری فوق چندان بالا نمی باشد. پس ازاین رو،حالت پایدار یا در خوش بینانه ترین وضعیت، حالت شبه پایدار سیستم قدرت توسط سیستم اسکادا نمایش داده می شود. درنتیجه بهره بردار سیستم در مرکز کنترل،دسترسی به حالت دینامیکی سیستم نخواهد داشت تا به کمک آن قادر به حفظ عملکرد عادی سیستم باشد. برای جبران این کاستی موجود درسیستم اسکادا، به تازگی سیستم دیگری به نام پایش، حفاظت و کنترل گسترده مطرح شده است که جزءاصلی آن واحدهای اندازه گیری فازوری (pmu )است.با توجه به پیدایش pmuها در سال های اخیر و توانایی این تجهیزات در اندازه گیری دقیق، همزمان و با سرعت بسیار بالا و همچنین نرخ نمونه برداری بالای آن ها، استفاده از این تجهیزات در شبکه های قدرت به سرعت در حال افزایش می باشد. بااین وجود به دلیل هزینه ی بالای pmuها و عدم وجود امکانات ارتباطی در بعضی از شین ها، قرار دادن یک pmu روی هر شین شبکه غیرممکن به نظر می رسد. بنابراین مکان یابی بهینه ی pmuهابه منظور مشاهده پذیری کامل شبکه و رسیدن به کیفیت توان بهتر بسیار مهم و ضروری می باشد که در این پایان نامه به آن پرداخته خواهد شد. یکی از مواردی که برای تعیین تعداد و محل بهینه ی pmuها می توان در نظر گرفت قرار دادن pmuها در شین های حساس می باشد. شین حساس به شینی گفته می شود که دارای حداکثر تغییرات فازور ولتاژ (که ممکن است به خاطر تغییرات سیستم رخ دهد) باشد.چون pmuها قادرند در مقابل تغییرات فازور ولتاژ روی شین های حساس زمانی که خطا یااضافه باری در سیستم رخ می دهدعکس العمل سریع نشان دهند، می توان این تجهیزات را روی شین های حساس سیستم قدرت نصب کرد. ازطرفی دریک سیستم قدرت رخ دادهای پیش بینی شده وپیش بینی نشده ممکن است موجب وقفه در خطوط یا در pmuها شود، بنابراین توجه نکردن به این شرایط به راحتی سیستم رارویت ناپذیر کرده وباعث به وجودآمدن صدمات جبران ناپذیری به سیستم می شود. بنابراین لازم است چنین شرایطی را برای سیستم قدرت درنظر گرفت.