The use of synchronous vector measurements in the calculation of steady-state modes of electrical networks

Abstract

Calculation of steady state mode is the most used tool of modern electrical networks’ analysis. The current study is focused on the application of synchronized phasor measurements technology for steady state mode calculation. There is shown that the solely use of synchronized phasor measurements as initial information for calculating the steady state mode or in conjunction with traditional telemetry from Supervisory Control And Data Acquisition system (SCADA) has a number of advantages over classical methods, which is due to the simplification of the computational process, reduced time and required computational memory, and more reliable informational support. This paper presents the novel approach which consists in steady state mode calculations using accelerated and ultra-accelerated algorithms. These algorithms are based on the implementation of the method of determining values and special structure of the matrix of nodal admittances, what allow to reduce the number of equations, that must be solved in order to find the searched nodal voltages. Besides, there is no need to set balancing node, and dependences between searched and known nodal voltages become linear. The calculations performed for test scheme IEEE-14 demonstrate that both algorithms provide high accuracy results, increase the simplicity and speed of calculation by separate solving of linear equations.

Calculul regimului permanent de funcționare este cel mai utilizat instrument de analiză a rețelelor electrice moderne. Studiul actual se concentrează pe aplicarea tehnologiei de măsurări fazoriale sincronizate pentru calculul regimului. Se demonstrează, că utilizarea doar a măsurătorilor fazoriale sincronizate ca informație inițială pentru calculul regimului sau simultan cu telemetria tradițională din sistemul de control și achiziții de date (SCADA) are o serie de avantaje față de metodele clasice, ceea ce se reflectă în simplificarea procesului de calcul, reducerea timpului și memoriei de calcul, asigurarea suportului informațional mai fiabil. Această lucrare prezintă o nouă abordare privind calculul regimului permanent de funcționare, care constă în utilizarea algoritmilor accelerați și ultra-accelerați. Acești algoritmi se bazează pe implementarea metodei mărimilor determinate și a structurii speciale a matricei admitanțelor nodale, ceea ce permite reducerea numărului de ecuații, care trebuie rezolvate pentru a găsi tensiunile nodale căutate. În plus, dispare necesitatea de a seta nodul de echilibru, iar dependențele dintre tensiunile nodale căutate și cunoscute devin liniare. Calculele efectuate pentru schema test IEEE-14 demonstrează că ambii algoritmi oferă rezultate de înaltă acuratețe, măresc simplitatea și viteza de calcul prin soluționarea separată a ecuațiilor liniare.