A Hybrid Three-Phase and Single-Line Operation Mode Analysis Model for an Electric Power System

Research output: Contribution to journalArticleResearchpeer-review

Abstract

The article considers a new formulation of the state estimation problem, i.e., calculating the electric power system operation mode based on remote measurement data. The suggested approach implies the possibility of computing the electric operation mode parameters in a three-phase formulation for the grid parts equipped with three-phase measurement instruments. As regards the grid parts that are not fitted with such instrumentation, but in which single-line measurements are available, or which are characterized by an insignificant imbalance of operation mode parameters, their state is estimated in the single-line formulation. A distinguishing feature of such problem formulation is that the AC power flows in the grid circuit branches are used as the sought variables. The use of this approach essentially simplifies the problem and brings about additional advantages that are especially important for distribution networks. A hybrid three-phase and single-line operation mode analysis model for solving the state estimation problem is proposed and described. Owing to the use of AC power flows in the grid circuit branches as independent variables (a flow model), it becomes possible to use the phase or line form of the described model depending on the available measurement information in the grid part or component and the requirements posed to the problem being solved. The change over from one system of coordinates to another is made without making essential changes in the analysis model itself. The model errors were analyzed on a test network circuit. The analysis results have shown that the proposed model can be used for calculating the electric operation mode if the phase voltages at the interface between the three-phase and single-line grid submodels do not differ from each other by more than 10%.
Translated title of the contributionA Hybrid Three-Phase and Single-Line Operation Mode Analysis Model for an Electric Power System
Original languageRussian
Pages (from-to)15-23
JournalЭлектричество
Issue number3
DOIs
Publication statusPublished - 2019

Fingerprint

Electric power systems
State estimation
Networks (circuits)
Phase measurement
Electric power distribution
Electric potential

GRNTI

  • 44.29.00

Level of Research Output

  • VAK List

Cite this

@article{acc27de694f44c77865a2b30f41af988,
title = "ГИБРИДНАЯ ТРЕХФАЗНО-ОДНОЛИНЕЙНАЯ РЕЖИМНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ",
abstract = "Рассматривается новая постановка задачи оценивания состояния, т.е. расчета установившегося режима электроэнергетической системы по данным телеизмерений. Она предполагает возможность расчета параметров электрического режима в трехфазной постановке для участков сети, оснащенных трехфазными измерениями. На тех участках сети, где отсутствуют трехфазные измерения, но имеются однолинейные измерения или степень несимметрии параметров режима незначительна, оценивание состояния проводится в однолинейной постановке. Отличительной особенностью данной постановки задачи является использование в качестве искомых переменных потоков мощности в ветвях схемы сети. Это существенно облегчает решение задачи и создает дополнительные преимущества, которые особенно важны для распределительных сетей. Предложена и описана гибридная трехфазно-однолинейная режимная модель для решения задачи оценивания состояния. Использование в качестве независимых переменных потоков мощности в ветвях схемы сети (потоковая модель) позволяет в зависимости от доступной измерительной информации на участке или элементе сети и требований к решаемой задаче применять фазную или линейную форму описанной модели. Переход из одних координат в другие осуществляется без существенного изменения самой расчетной модели. Анализ погрешности модели был проведён на тестовой схеме сети. Расчеты показали: если в точке раздела трехфазного и однолинейного представления сети различия между фазными напряжениями не превышают 10{\%}, то предложенная модель может быть использована для расчета электрического режима.",
author = "Паздерин, {Андрей Владимирович} and Мухлынин, {Никита Дмитриевич} and Банных, {Павел Юрьевич} and Поляков, {Илья Дмитриевич}",
year = "2019",
doi = "10.24160/0013-5380-2019-3-15-23",
language = "Русский",
pages = "15--23",
journal = "Электричество",
issn = "0013-5380",
publisher = "Акционерное общество {"}Фирма {"}Знак{"}",
number = "3",

}

TY - JOUR

T1 - ГИБРИДНАЯ ТРЕХФАЗНО-ОДНОЛИНЕЙНАЯ РЕЖИМНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

AU - Паздерин, Андрей Владимирович

AU - Мухлынин, Никита Дмитриевич

AU - Банных, Павел Юрьевич

AU - Поляков , Илья Дмитриевич

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Рассматривается новая постановка задачи оценивания состояния, т.е. расчета установившегося режима электроэнергетической системы по данным телеизмерений. Она предполагает возможность расчета параметров электрического режима в трехфазной постановке для участков сети, оснащенных трехфазными измерениями. На тех участках сети, где отсутствуют трехфазные измерения, но имеются однолинейные измерения или степень несимметрии параметров режима незначительна, оценивание состояния проводится в однолинейной постановке. Отличительной особенностью данной постановки задачи является использование в качестве искомых переменных потоков мощности в ветвях схемы сети. Это существенно облегчает решение задачи и создает дополнительные преимущества, которые особенно важны для распределительных сетей. Предложена и описана гибридная трехфазно-однолинейная режимная модель для решения задачи оценивания состояния. Использование в качестве независимых переменных потоков мощности в ветвях схемы сети (потоковая модель) позволяет в зависимости от доступной измерительной информации на участке или элементе сети и требований к решаемой задаче применять фазную или линейную форму описанной модели. Переход из одних координат в другие осуществляется без существенного изменения самой расчетной модели. Анализ погрешности модели был проведён на тестовой схеме сети. Расчеты показали: если в точке раздела трехфазного и однолинейного представления сети различия между фазными напряжениями не превышают 10%, то предложенная модель может быть использована для расчета электрического режима.

AB - Рассматривается новая постановка задачи оценивания состояния, т.е. расчета установившегося режима электроэнергетической системы по данным телеизмерений. Она предполагает возможность расчета параметров электрического режима в трехфазной постановке для участков сети, оснащенных трехфазными измерениями. На тех участках сети, где отсутствуют трехфазные измерения, но имеются однолинейные измерения или степень несимметрии параметров режима незначительна, оценивание состояния проводится в однолинейной постановке. Отличительной особенностью данной постановки задачи является использование в качестве искомых переменных потоков мощности в ветвях схемы сети. Это существенно облегчает решение задачи и создает дополнительные преимущества, которые особенно важны для распределительных сетей. Предложена и описана гибридная трехфазно-однолинейная режимная модель для решения задачи оценивания состояния. Использование в качестве независимых переменных потоков мощности в ветвях схемы сети (потоковая модель) позволяет в зависимости от доступной измерительной информации на участке или элементе сети и требований к решаемой задаче применять фазную или линейную форму описанной модели. Переход из одних координат в другие осуществляется без существенного изменения самой расчетной модели. Анализ погрешности модели был проведён на тестовой схеме сети. Расчеты показали: если в точке раздела трехфазного и однолинейного представления сети различия между фазными напряжениями не превышают 10%, то предложенная модель может быть использована для расчета электрического режима.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=37027954

U2 - 10.24160/0013-5380-2019-3-15-23

DO - 10.24160/0013-5380-2019-3-15-23

M3 - Статья

SP - 15

EP - 23

JO - Электричество

JF - Электричество

SN - 0013-5380

IS - 3

ER -