智能电网下的pmu优化配置与可行性评估

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1、学校代码10530学号201230111700分类号TM76密级硕士学位论文智能电网下的PMU优化配置与可行性评估学位申请人李戈指导教师吴亚联副教授学院名称信息工程学院学科专业电气工程研究方向电力系统及其自动化二○一五年六月二日湘巧大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中＾＾明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名＞＞：日期：；＞巧年＾

2、月日学位论文版枚使用授校书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查陶和借阅。本人授权湘潭大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名日期；峡年＾日＾月导师签名＇：本曰期；如（］年＾月又曰StudyofoptimalPMUplacementandfeasibilityevaluationinsmartgridCandidateLiGeSuperviso

3、rProf.WuYalianCollegeTheCollegeofInformationEngineeringProgramElectricalEngineeringSpecializationAutomationofelectricpowersystemsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversitythDate2,June,2015I摘要国家电网公司关于“坚强智能电网”的发展规划出台以后，我国正大力推进互联网架结构的建设，对电网的安全稳定性、同步性提出了更高的要求。传统的数据与采集监控系统（SupervisoryC

4、ontrolAndDataAcquisition，SCADA）难以满足电网动态监控的要求，基于同步相量测量单元（PhasorMeasurementUnit，PMU）的广域测量系统（WideAreaMeasurementSystem，WAMS）能够较好地解决电网中的同步测量和实时监测问题，为了解电网的动态行为提供了一种全新的技术。由于PMU的一次性投资成本非常高，短期内无法在全网所有节点配置PMU，所以对电网进行PMU优化配置尤为重要。本文的主要工作如下：(1)研究了PMU的结构功能及对其进行优化配置的应用背景，确立约束条件和目标函数的数学模型；从提高计算效率和降低累计误差的角度

5、出发，采用拓扑可观的判定准则分析电网的可观测性；根据节点邻接矩阵和相关数组描述电力系统的拓扑结构，设计了测量冗余度的计算公式。(2)深入研究应用于PMU优化配置领域的算法，将基于分解的多目标进化算法（Multi-objectiveEvolutionaryAlgorithmbasedonDecomposition，MOEA/D）应用于求解PMU优化配置问题，解决当前方法普遍存在的收敛速度慢的缺点。把配置数目最少和测量冗余度最大这两个相互冲突的优化目标分解为各自对应的单目标子问题，在算法中加入约束处理策略，在每次迭代中采用进化算法同时求解上述子问题。最后在MicrosoftVisu

6、alStudio2010平台上对本文提出的PMU优化配置方法进行仿真测试，并与已有的优化方法进行对比，基于MOEA/D的PMU优化配置方法在明显加快收敛速度的同时能得到较多的PMU配置方案，证明了该方法的优越性。(3)针对目前缺乏统一的PMU配置方案评估机制的现状，将基于成本效益分析的经济决策法引入该领域，提出一种PMU配置方案评估方法。从节约成本的角度入手，以发电费用最少为目标，获得了电力系统的最优潮流分布情况；综合考虑电力系统和WAMS双重故障的可靠性，设计了对应的评估方法；从我国的实际情况出发，结合每个配置方案在不同故障场景下的评估指标，设计了PMU配置方案的初始综合成本

7、和损失综合效益计算方法，筛选出净效益最大的方案，即为最优方案。用MATLAB8.1平台进行仿真测试，验证了本文提出方法的可行性。关键词：PMU优化配置；可观测性分析；MOEA/D；可靠性评估；成本效益分析IAbstractAftertheStateGridCorporationofChinaintroducedtheplan"strongandsmartgrid",Ourcountryisvigorouslypromotingtheconstructionoftheinternetframe