Abstract
This paper presents a new method, based on Binary Imperialistic Competition Algorithm (BICA), for optimal PMU placement in power systems. Phasor Measurement Units (PMUs) have widely been used in recent years, due to their great advantages in power systems wide area monitoring, protection and control. The purpose of this paper is to provide observability, using minimum number of PMUs, in different operating conditions. Not only the system observability is considered as main goal in this research but also maximum redundancy is taken into account. Moreover, the problem of optimal PMU placement is solved using BICA in different contingency modes such as single line outage and single PMU failure. In all investigations, the zero-injected buses are considered to obtain the best answers. In addition to the conventional rules, a new rule is developed, which is capable of reducing the number of PMUs required to make the system observable. Simulations on different test cases confirm the BICA validity in solving optimal PMU placement problem
چکیده
این مقاله روشی جدید بر اساس الگوریتم باینری رقابت استعماری (BICA) برای مکان‌یابی بهینه PMU ارائه می‌کند. واحدهای اندازه‌گیری فازور (PMU) در سال‌های اخیر بطور گسترده به دلیل مزایای بزرگشان در نظارت، حفاظت و کنترل سیستم‌های قدرت گسترده، استفاده می‌شود. هدف این مقاله فراهم کردن امکان رؤیت‌پذیری با استفاده از حداقل تعداد PMUها در شرایط عملیاتی مختلف است. نه تنها رؤیت‌پذیری سیستم به عنوان هدف اصلی در این تحقیق در نظر گرفته شده است بلکه ماکزیمم افزونگی نیز در نظر گرفته می‌شود. علاوه بر این، مشکل مکان‌یابی بهینه PMU با استفاده از BICA در حالت‌های احتمالی مختلف مانند قطع خط یا نقصان PMU حل می‌شود. در همه‌ی تحقیقات، باس‌های صفر-تزریق شده در نظر گرفته شده اند تا بهترین پاسخ‌ها بدست آید. علاوه بر قوانین متعارف، یک قانون جدید توسعه داده شده است که می‌تواند تعداد PMUهای مورد نیاز برای رؤیت‌پذیر کردن سیستم را کاهش دهد. شبیه‌سازی حالت‌های آزمایشی مختلف صحت BICA در مسئله‌ی مکان‌یابی بهینه PMU تأیید می‌کند.
1- مقدمه
سیستم‌های قدرت مدرن و بازسازی‌شده نزدیک به شرایط ناپایدارشان کار می‌کنند تا از حداکثر ظرفیتشان استفاده کنند، زیرا تقاضا برای برق و شرایط رقابتی بازار انرژی به سرعت در حال افزایش است [1]. بنابراین، یک سیستم نظارت، حافظت و کنترل گسترده بی‌درنگ (WAMPAC) برای کنترل زمان واقعی سیستم‌های قدرت ضروری است تا از خاموشی‌های سیستم جلوگیری کند. واحدهای اندازه‌گیری فازور (PMU) ابزارهایی هستند که به تازگی توسعه داده شده‌اند که از تکنولوژی اندازه‌گیری همزمان بهره می‌گیرد و در دسترس اپراتورهای سیستم قدرت می‌باشد. PMUها تجهیزات دقیقی هستند که از سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS) برای همزمان‌سازی شکل موج‌های ولتاژ و جریان استفاده می‌کنند، در حالیکه تخمین‌گرهای حالت مبتنی بر SCADA قادر به ارائه‌ی یک تصویر زمان‌واقعی از سیستم قدرت به دلیل مشکلات در همزمان‌سازی اندازه‌گیری‌ها از مکان‌های دور مختلف، نیستند...