Наблюдаемость электроэнергетических систем - Гамм А.З.
ISBN 5-02-006643-5
Скачать (прямая ссылка):
Методы обработки телеизмерений, предназначенные для решения перечисленных задач, называются методами оценивания состояния ЭЭС [1]. Эти методы, получившие в последнее время широкое распространение в связи с переходом к управлению ЭЭС в реальном времени (в режиме on-line), являются тем необходимым звеном в цепи обработки информации в системах управления, которое обеспечивает надежность и качество Исходной информации.
Оценивание состояния ЭЭС является по существу обобщением традиционной задачи потокораспределения. Как и в задаче потокораспределе-ния, цель решения — получить на основе набора исходных данных (схемы сетн и значений ее параметров, некоторого набора заданных параметров режима — измеряемых или прогнозируемых) все остальные параметры режима. Как правило, при этом сначала определяют модули и фазы напряжений в узлах, а затем по ним по закону Ома — перетоки по линиям и ло закону Кирхгофа — узловые мощности (в тех уэлах, где они не заданы или требуют уточнения).
Обобщение задачи оценивания состояния по сравнению с задачей потокораспределения состоит в следующем:
1) наряду с условиями, определяющими пространственные физические взаимосвязи переменных, описывающих режим законами Ома и Кирхгофа, могут использоваться динамические соотношения, связывающие параметры режима в различные моменты времени;
2) в качестве исходных данных используются не только значения мощности и напряжения в тех узлах, где они регулируются источниками реактивной мощности, но и перетоки мощности, токи, их комбинации (например, сумма перетоков в какой-либо район ЭЭС) и т.п.; другими
4
словами, состав исходных данных, в качестве которых выступают измеренные величины параметров режима, может быть достаточно произвольным;
3) число измеренных (заданных) параметров режима может быть больше или меньше 2и, где п - число узлов, в то время как в задаче лотоко-распределения оно всегда равно 2п;
4) учитывается случайный характер исходных данных, поэтому используется дополнительная информация об их распределениях, в частности,
о распределениях ошибок измерений и случайных (нерегулярных) колебаниях параметров режима во времени;
5) полученные результаты содержат не только параметры режима, но и сведения о точности их значений, а также позволяют получить прогнозы на заданный интервал упреждения (опять же с оценкой точности этих Прогнозов);
6) как уже указывалось, в процессе получения оценок значений параметров режима обнаруживаются и грубые ошибки в исходных данных, в ряде случаев они либо автоматически устраняются либо подавляются;
7) за счет балансирования исходной информации снижается общий уровень ошибок измерений и ошибок прогнозов.
Вместе с тем объем измерений, их размещение, точность, темп сбора данных и динамика ЭЭС, в частности, случайный характер возмущений, действующих на нее (нагрузок, ошибок реализации решений и т.д.), накладывают ограничения на точность получаемых результатов и даже на саму возможность получения каких-либо оценок. Определение условий, при которых обеспечивается получение требуемых результатов оценивания состояния ЭЭС, и составляет исследуемую в данной книге проблему наблюдаемости. Эта проблема, с одной стороны, возникает именно из-за специфики задачи оценивания состояния — возможности произвольного набора исходных данных н их случайного характера, а с другой - имеет некоторые общие аспекты с проблемой существования решения традиционной задачи потокораспределения, вытекающей из нелинейных свойств модели установившегося режима [2].
Под наблюдаемостью будем понимать совокупность условий, обеспечивающих получение информации о значеннях текущих параметров режима. В данном определении не оговариваются следующие аспекты: имеются ли в виду все параметры текущего режима или их часть, какая имеется в виду точность получаемой информации. Более содержательное толкование наблюдаемости будет дано ниже (см. подразд. 1.2).
Наблюдаемость можно рассматривать наряду с идентифицируемостью и прогнозируемостью [3] как одно из информационных свойств ЭЭС (если в понятие ЭЭС включить и ее измерительное обеспечение), которое определяется как возможность системы предоставлять необходимую ДЛЯ управления информацию о текущем ее состоянии.
Проблема наблюдаемости рассматривается в общей теории управления [4], но там она в основном связана с динамическими и стохастическими свойствами управляемой системы, в то время как для ЭЭС весьма существен топологический аспект (учет сетевой структуры задачи [5], нелинейных свойств [6]) и некоторые другие аспекты [7].
Задача оценивания состояния нелинейна и потому решается итеративно (в частности, методом Ньютона). Поэтому возможность получения ее ре-
5
5
Рис. 1.1. Схемы ЭЭС
а — наблюдаемая с базисным составом измерений; б — ненаблюдаемая; в — наблюдаемая с избыточным составом измерений. Измерения инъекций (I), перетоков активной P1 реактивной Q мощности (2) и напряжений (5)
т.е. неопределяемые по данным измерений параметры режима: 64, 55, ^з-s» ^5-4. ^з—4- Соответствующий район сети называется ненаблюдаемым или.’’темным пятном” t5]. Состав измерений нарис. \ Л, а базисный, т.е. минимально необходимый для обеспечения наблюдаемости, исключение любого измерения приводит к потере наблюдаемости. На рис. 1.1, в - избыточный состав измерений, исключение некоторых из них не приводит к потере наблюдаемости. Ho часть измерений, например Pi-2,
