عنوان پایان‌نامه
طراحی بهینه سیستم مدیریت ناحیه گسترده
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2392;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 61020
- تاریخ دفاع
- ۲۶ بهمن ۱۳۹۲
- دانشجو
- امیر قاسم خانی
- استاد راهنما
- اشکان رحیمی کیان
- چکیده
- سیستم مدیریت ناحیه گسترده (WAMS ) ترکیبی از زیرسیستم های اندازه گیری دیجیتال و مدرن، زیرسیستم مدیریتی و زیرسیستم مخابراتی می¬باشد که امکان پایش، بهره برداری، حفاظت و کنترل سیستم های قدرت را در گستره‌ی وسیع جغرافیایی فراهم می کنند. در این پایان‌نامه، طراحی زیرسیستم های اندازه گیری و مخابراتی بر اساس هدف برنامه ریزی شده در زیرساخت مدیریتی که در اینجا بر مبنای تخمین حالت سیستم در نظر گرفته شده است، ارائه می شود. در مرحله ی اول بر اساس روشILP دستگاه های اندازه گیری با در نظر گرفتن تأثیر باس های تزریق صفر به صورت بهینه جایابی می‌شوند، به صورتی که کل شبکه مشاهده پذیر باشد. در مرحله ی بعدی برای طراحی زیر ساخت مخابراتی یک الگوریتم کوتاه ترین مسیر چندهدفه برای جایابی خطوط مخابراتی ارائه شده است و با محاسبه درصد پوشش کابل برای باس های موجود در شبکه توسط الگوریتم ارائه شده و درنظر گرفتن تعداد واحدهای اندازه گیری فازور، بهترین باس برای قرارگیری مرکز مدیریتی شبکه ، بدست می آید. در تمامی مراحل، این فرض در نظر گرفته شده است که شبکه ی موجود دارای هیچ‌گونه اندازه گیر و سیستم مخابراتی نیست. علاوه بر این، برای طراحی سیستم پشتیبان شبکه در حالت از دست رفتن یک PMU و خروج یک خط مخابراتی، آنالیز حساسیت برای تعیین نقاط بحرانی شبکه انجام گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده در این بخش، یک ارزش گذاری امنیتی برای تمامی خطوط شبکه و PMUها معرفی شده است که می توان بر این اساس، نقاط مناسب را برای نصب سیستم های پشتیبان در شبکه شناسایی نمود. در نهایت نتایج طراحی برای شبکه¬های تست IEEE برای تعیین مزایای روش ارائه شده بدست آمده و با نتایج تحقیقات مشابه مورد مقایسه قرار گرفته اند. نتایج نشان میدهد که بر اساس روش ارائه شده، درصد پوشش کابل در شبکه، تعداد دستگاه های اندازه گیری و تعداد خطوط مخابراتی استفاده شده، کاهش یافته است که علاوه بر کاهش هزینه های طراحی باعث بهبود شاخص های قابلیت اطمینان و تأخیر سیستم شده است.
- Abstract
- The Wide Area Management System (WAMS) implies a system including new digital metering devices together with energy management and communication systems which are designed to monitor, operate and control power systems in wide geographic area. In this thesis, measurement and communication infrastructures in a wide area network are designed independently from a management viewpoint considering adequate level of system observability. In the first step, optimal placement of measurement devices are determined using Integer Linear Programming (ILP) solution methodology while taking into account zero injection buses effects. In the next step, a multi-source shortest path algorithm is presented for optimal design of communication infrastructure. The best architecture design is then introduced in terms of Optical Ground Wire (OPGW) coverage for suggested Central Control Bus (CCB) and the number of Phasor Measurement Units (PMUs). In the all steps, it is assumed that the network has no metering and communication devices. Moreover, a sensitivity analysis is carried out for loss of PMUs and communication links outages to determine critical points of a system for making back-up plans. In this step, a security valuation is introduced for all the system PMUs and links to determine appropriate points to set up back up plans. Applicability of the proposed model is finally examined on several IEEE standard test systems. The simulation results show better performance of the proposed method compared to other conventional methods. The numerical results also reveal that applying the proposed method not only reduces the OPGW coverage cost, number of PMUs, and number of communication links, but also improves system reliability, observability, and related data transmission security.
