基于节点概率可观性的PMU多目标优化配置

针对相量测量单元(phasor measurement unit, PMU)的多目标优化配置(multi-objective optimal PMU placement, MOPP)问题,提出一种计及节点概率可观性的MOPP模型。从节点可观的角度,考虑PMU及线路的故障概率,计算节点失去可观性的概率。在进行PMU的优化配置时,同时考虑PMU安装数量最少和各节点失去可观性的平均概率最小2个优化目标,采用基于快速非支配排序策略的多目标生物地理学优化(multi-objective biogeography-based optimization, MOBBO)算法进行求解得到Pareto解集,并利用模糊决策理论得到最优折衷解。IEEE 14和57节点系统的大量仿真结果表明,所提方法可以在MOPP中差异化计及PMU以及支路故障概率的影响,与非支配排序遗传算法相比,MOBBO在求解MOPP模型中能够得到更为逼近Pareto前沿的解,提供更佳的决策参考方案。     

基于最大测量树法的电力系统PMU优化配置

着重研究了基于图论的相量测量单元PMU(Phasor Measurement Unit)配置方法.引入测量树的概念,提出了一种新的寻找最佳PMU配置点的规则.并由此得到最大测量树法MMT(MaximalMeasurement Tree),该方法以任一母线为起始母线,以能够提供最大的测量树为目标配置PMU.在实际算例中分别对IEEE 14、IEEE39、IEEIE 118系统进行仿真计算,根据计算结果比较了最大测量树方法以及末端节点法、深度优先法DFS(Depth First Search)和模拟退火法SA(Simulated Annealing)的优缺点.算例表明:MMT法可以获得最少PMU配置数目,相比SA法有较高的效率和较快的收敛速度.最后,分别利用最大测量树法和末端节点法实现了江西电网PMU优化配置.     

电力系统中基于MMT算法的PMU配置应用研究

着重研究了基于图论的相量测量单元（Phasor Measurement Unit, PMU）配置方法。引入测量树的概念,提出了一种新的寻找最佳PMU配置点的规则,并由此得到最大测量树法（Maximal Measurement Tree, MMT）,该方法以任一母线为起始母线,以能够提供最大的测量树为目标配置PMU。在实际算例中分别对IEEE14、IEEE39、IEEE118系统进行仿真计算,根据计算结果比较了最大测量树方法以及末端节点法、深度优先法（Depth First Search, DFS）和模拟退火法（Simulated Annealing, SA）的优缺点。算例表明：MMT法可以获得最少PMU配置数目,相比SA法有较高的效率和较快的收敛速度。     

基于动态规划算法的PMU优化配置

以电力系统状态完全可观测和PMU配置数目最小为目标,提出基于动态规划算法的PMU优化配置方案。选择PMU配置位置为动态规划的状态,PMU台数为动态规划的阶段数,从而实现动态规划计算。通过预处理准则、对称性准则、优胜劣汰准则提高了计算效率。用文中方法对IEEE 14和IEEE 39节点系统进行了PMU配置。与其他文献方法对比表明了该算法的正确性与优越性。     

基于随机矩阵理论的配网故障可观的PMU优化配置方法

定义故障在全网最不灵敏节点发生时可检测为随机矩阵理论下的全网可观。相同故障发生在不同节点时对配网影响程度不同,对应的随机矩阵理论指标MSR的跌落程度不同。提出了配网故障时全网可观的PMU优化配置方法。分别在所有节点设置单相和两相接地故障,得到2种情况下全网的电压数据并计算相应的MSR;对2种MSR进行加权,计算出各节点灵敏系数;以灵敏度最低的节点发生故障时全网可观为目标,按灵敏程度逐次减去不灵敏节点的PMU并计算相应的MSR,直到故障不可检测,得到的PMU配置即为最后配置。以IEEE36节点和IEEE39节点模型进行仿真,验证了在该PMU优化配置方案下,可用随机矩阵理论对配网进实时监测,在故障发生时能准确检测到故障并确定故障发生的时刻。     

基于改进遗传模拟退火算法的PMU优化配置

分析了遗传算法和模拟退火算法的优缺点,将具有较好全局寻优性能的遗传算法和具有较强局部搜索能力的模拟退火算法结合,形成的遗传模拟退火MGASA算法用于解决以电力系统状态完全可观测和PMU配置数目最小为目标的PMU优化配置问题.在寻优过程中,先将每一代群体进行遗传操作,再对产生的新群体中各个体进行模拟退火操作,同时在选择、交叉、变异和复制操作过程中实施最优保留策略,复制策略采用Metropolis判别准则.通过采用IEEE14和IEEE39节点系统对该算法进行验证表明,MGASA算法在解决PMU优化配置问题上具有较高的寻优性能和搜索效率.     

基于改进的整数规划法结合零注入节点的PMU优化配置方法

为了提高同步相量测量装置的优化速度并利用最少数量的相量量测单元(PMU),结合零注入节点的特性,提出了基于整数规划算法的PMU优化配置算法。根据电力系统全网的可观测性建立其数学模型,并考虑了零注入节点的相关特点,求解系统模型获得PMU的优化位置。对IEEE-14节点、IEEE-18节点、IEEE-30节点以及IEEE-118节点系统分别进行了实验仿真,并利用Matlab以及Lingo工具对所提改进的整数规划法进行了验证,对约束方程进行优化,获得了PMU的数量和位置。将该算法与整数规划算法、模拟退火法以及改进过的遗传算法相比较,该算法可以用更少数量的PMU设备使全网可观,验证了该方法的有效性和优越性。     

基于记忆的改进克隆算法及其PMU配置多目标优化应用

以PMU安装数、量测系统可观测性和基于混合量测的状态估计精度三者为优化目标的PMU优化配置(OPP)是二层规划问题。该文证明了用单次状态估计精度评价量测系统性能的可行性，提出精度加权估算公式。将二层规划目标简化为分段函数，提出基于记忆的改进克隆算法。除模仿生物免疫系统的克隆选择和受体编辑机制外，该算法引入记忆加速算子以强化邻域搜索，并分段调整循环补充规模、高频变异与重组操作概率，从而显著加快和稳定进化进程，避免搜索陷入局部最优解。基于IEEE 14/57节点系统的算例表明，该算法能快速稳定地求出全局最优解及近似解，比原克隆算法等更适用。     

有限数量PMU优化配置算法及其潮流误差分析

基于GPS的广域测量系统的相量测量单元（PMU）在现代电力系统中有着极为重要的作用,因为其具有测量精度高、准确性好、时间同步性优等特点,更是为电力行业所关注.分析了电力系统客观性定义,运用深度优先搜索算法和模拟退火算法对有限PMU的最优配置方案进行了分析,比较了算法优劣性,并进行了不同算法下的潮流误差仿真分析.最后发现,使用二分法配合的模拟退火算法能够在使用最少的PMU的前提下实现潮流在线监测,并能有效降低潮流推算误差.     

基于改进人工蜂群算法的配电网谐波量测点优化配置

为了进一步提高配电网谐波状态估计的可观性和准确性,同时合理地优化 PMU 量测配置方案,提出应用改进人工蜂群算法求解达到同一优化目标的多种量测配置优化方案,为规划设计结合现场实际情况提供最优选择.算例分析结果验证了该算法的实用有效性;未改进人工蜂群算法所配置方案与改进方案的对比结果表明,该改进算法能进一步提高系统可观测度。     

基于博弈演化算法的PMU最优配置方法

为实现电力系统可观测性,提出一种新的相量测量单元(PMU)配置方法,即基于博弈论的演化算法。该算法将寻找PMU最优配置方案的问题映射为理性主体寻求自身利益最大化的博弈过程,PMU最优配置方案即对应于博弈中的纳什均衡解。其突出优点是演化方向确定、全局收敛性好、收敛速度快、解具有多样性。应用该算法在IEEE 30节点、新英格兰39节点、某128节点系统进行仿真计算,与深度优化算法、模拟退火算法和最小生成树算法的结果进行比较,说明了该算法的可行性及优势。     

考虑SCADA量测的PMU优化配置研究

针对目前PMU与SCADA系统并存、且互为补充的状况,提出了一种PMU优化配置方法。该方法充分利用PMU和SCADA的量测信息来降低PMU的配置数目,通过合理布置、优化配置PMU,保证了系统的可观测性。算例表明,该方法与现有方法相比可减少PMU的配置数量而达到同样的观测性能。     

基于节点集合的PMU优化配置方法

同步相量测量单元(PMU)的最优配置要求在全局可观的前提下所配置的PMU最少。0-1线性整数规划在分析求解多目标PMU最优配置有极大的优势。在实际电力系统中存在一定数量的零注入节点。作为虚拟测量数据,虽然有利于PMU最优配置,然而引入到整数规划进行计算时,将使模型非线性化而难以求解。给出了考虑零注入功率节点情况下的条件函数,该函数能够有效保持函数的线性性从而仍能适用于0-1整数规划。当考虑N-1情况下的PMU最优布点时,该方法具有很强的继承能力,有效解决了传统方法无法解决的N-1优化配置问题。最后将该方法应用于IEEE14节点以及IEEE39节点的算例,相对于其他配置方法,减少了PMU配置数量,从而体现了该方法的优越性。     

电力系统中PMU最优配置的研究

针对确定配置同步相量测量单元(PMU)的最小数目和最佳位置以达到最大的网络结构可观测性的PMU最优配置问题,提出了一种最小生成树(MST)算法,在深度优先搜索(DFS)算法的基础上提出了一种新的寻优规则,从而提高了解的质量和求解速度。该算法克服了DFS算法收敛性差和模拟退火(SA)算法收敛速度慢的缺点。算例仿真证明了利用MST算法求解PMU最优配置问题能使解的质量与求解效率达到很好的平衡,同时也可提高最优解的多样性。     

PMU配置不完全可观测系统状态计算

对配置PMU系统,从网络节点方程解算理论入手,提出了系统可观测性判定算法,将系统节点分为动态可观测节点和不可观测节点。如何求得不可观测节点的电压相量,一种方法是视可观测节点为Vθ节点的潮流方法;另一种方法是将不可观测节点功率注入等效为等值阻抗(导纳)形式,用可观测节点电压的线性组合形式来表示不可观测节点电压。该文分析了两种方法各自的特点,算例分析验证了方法的有效性。     

基于相量测量单元的电力系统振荡研究

大电网系统振荡模式多变,使得离线设计静态协调控制的有效性受到限制,但目前实用的相量测量单元可同步采集表征电网运行状态的几乎所有的变量,它为克服现有阻尼控制的固有缺陷创造了条件,将其作为阻尼控制器的反馈输入构成闭环控制在工程上是可行的。     

基于PMU的状态估计的研究

传统的状态估计是基于单相纯正弦模型的,但实际电力系统的三相并不是完全对称,这就导致了传统的状态估计存在着固有的误差。随着基于GPS同步相量测量单元(PMU)的应用和计算机技术的发展,该文提出了一种以PMU为基础的三相状态估计和谐波状态估计算法以消除这种固有误差。利用PMU的电压幅值测量值和相角测量值与SCADA原有的测量值构成的混和量测系统一起用于状态估计,从而提高网络的可观测性及状态估计的精度,来弥补传统状态估计的不足。所以这种算法可根本解决系统三相不平衡和状态向量非纯正弦带来的误差问题。最后讨论了对该算法的评估方法。