NGHIÊN CỨU NGÔN NGỮ MÔ TẢ ĐẠI SỐ ỨNG DỤNG XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TỐI ƯU LẮP ĐẶT THIẾT BỊ ĐO GÓC PHA

Abstract

This paper presents an optimal placement approach for phasor measurement units (PMUs) in power systems, considering several technical constraints related to system observability. A mathematical model for the PMU optimal placement problem is formulated with the objective of minimizing the number of installed PMUs while ensuring that all buses in the network are observable. The considered constraints include single observability of each bus, PMU outage, limited PMU measurement channels, zero-injection buses, existing power-flow measurements, and branch outage conditions. The proposed formulation is illustrated using standard IEEE test systems and further applied to the Vietnamese transmission network for the current system and the 2030 planning scenario. Integer programming tools, including MATLAB Optimtool and the General Algebraic Modeling System (GAMS), are used to solve the optimization problem and verify the effectiveness of the proposed mathematical models. The obtained results demonstrate the necessity of optimizing both the number and locations of PMUs and provide a useful basis for future PMU deployment studies in the Vietnamese power system.

Keywords: Phasor measurement unit (PMU); optimal PMU placement; integer programming; technical constraints; branch outage.

Tóm tắt

Bài báo này trình bày tóm tắt vai trò của thiết bị đo lường góc pha đồng bộ (Phasor measurement unit – PMU) ứng dụng trong nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện và các vấn đề liên quan khi lựa chọn số lượng và vị trí đặt các thiết bị PMU trên lưới điện. Mô hình toán học của hàm mục tiêu đối với bài toán lắp đặt PMU tối ưu sẽ được trình bày chi tiết, đồng thời có xem xét đến các ràng buộc về mặt kỹ thuật như: đảm bảo mỗi nút được quan sát tối thiểu một lần; xét tới khi có hỏng hóc một PMU, trong hệ thống; PMU có số lượng kênh đo lường giới hạn; lưới điện có nút mà ở đó không có nguồn hay tải nối tới;  xét tới trường hợp sự cố nặng nề khi một đường dây bị cắt ra. Các ví dụ minh họa sẽ được trình bày dựa trên các mô hình lưới điện chuẩn của IEEE và có phần mở rộng áp dụng đối với lưới điện Việt Nam hiện tại cũng như xét tới quy hoạch năm 2030. Các kết quả tính toán đã thể hiện tính cần thiết của việc tối ưu hóa số lượng, vị trí lắp đặt các PMU và là tiền đề cho các nghiên cứu về sau đối với lưới điện Việt Nam khi đã xét lắp đặt PMU.

Từ khóa: Thiết bị đo góc pha đồng bộ PMU; lắp đặt tối ưu; ràng buộc kỹ thuật; lưới truyền tải điện Việt Nam.