Numericky stabilní estimace stavu elektrických sítí s využitím fázorových měření

Abstract

Energetice, jako technickému vědnímu oboru, je díky neustále se zvyšujícím požadavkům na dodávku elektrické energie a na spolehlivost jejích dodávek věnována stále velká pozornost. Pro zajištění požadované kvality dodávek energie je jak v monitorovacím, tak v řídicím systému poskytováno velké množství propracovaných systémových funkcionalit, které ke své funkci využívají model sítě a příslušná data. Aby všechny funkcionality poskytovaly korektní výsledky, musí být data společně s modelem nerozporná. Avšak samotné hodnoty měřených elektrických veličin tento zásadní požadavek nesplňují, protože jsou společně s používaným modelem elektrizační soustavy v rozporu s fyzikálními zákony. Použitý model a data jsou rozporné důsledkem ovlivnění naměřených hodnot různými druhy chyb. Z tohoto důvodu se pro reprezentaci stavu elektrizační soustavy nepoužívají přímo naměřené hodnoty jednotlivých elektrických veličin, ale takzvaný odhadnutý stav elektrizační soustavy. Ten je výsledkem procesu zvaného estimace neboli odhad stavu elektrizační soustavy a vychází ze znalosti modelu konkrétní elektrizační soustavy a nepřesných naměřených hodnot jednotlivých elektrických veličin, získaných měřeními na elektrizační soustavě. V energetice jsou běžně měřeny a k estimaci standardně používány efektivní hodnoty napětí a proudu a hodnoty činného a jalového výkonu. V reakci na prudký rozvoj techniky a nasazování fázorových měřicích jednotek označovaných zkratkou PMU se začaly zavádět WAM systémy, které využívají data naměřená právě fázorovými měřicími jednotkami a slouží k monitorování rozsáhlých elektrizačních sítí. Takovýto systém byl vyvíjen v rámci projektu FR-TI1/462, zvaného Výzkum a vývoj systému Wide Area Monitoring pro oblast distribuční energetiky. Předkládaná disertační práce se věnuje estimaci stavu elektrizační soustavy. Popisuje jednotlivé části implementovaného WAM systému a podrobně se zabývá dvěma zásadními problémy, které při realizaci projektu vyvstaly, a jejich řešeními. Všechna navržená řešení byla implementována a následně otestována na datech získaných na reálných systémech s reálnými daty a dosažené výsledky jsou předkládány v této práci.