การจัดวางตำแหน่งของหน่วยวัดเฟสเซอร์ให้เหมาะสมสูงสุดสำหรับการเฝ้าสังเกตระบบไฟฟ้าของโครงข่ายบ่อวิน กฟภ.

Abstract

บทความนี้นำเสนอการจัดวางตำแหน่งของหน่วยวัดเฟสเซอร์ (Phasor Measurement Unit ; PMU) อย่างเหมาะสมที่สุดในโครงข่ายระบบสายส่ง 115 เควี ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ด้วยวิธีกรีดีที่ปรับปรุง            (Improved Greedy Method ; IGM) เพื่อให้ได้จำนวน PMU ที่น้อยที่สุด โดยมีความสามารถในการสังเกตค่าสถานะได้ครบทุกบัส วิธีการนี้ได้นำเสนอเกณฑ์การเลือกบัสสำหรับการวางตำแหน่ง PMU โดยพิจารณาจากจำนวน บรานช์ที่เชื่อมต่อกับบัสและความยาวของบรานช์นั้นๆ จากนั้นจึงนำค่าความคลาดเคลื่อนของแรงดันบัสต่างๆ ที่ได้จากการสังเกตมาเปรียบเทียบกันระหว่างวิธีที่นำเสนอกับวิธีการค้นหาเชิงลึก (Depth First Search ; DFS) โดยใช้โปรแกรม PSAT และวิธีกรีดีแบบดั้งเดิม (Conventional Greedy method ; CGM) เพื่อประเมินประสิทธิภาพของวิธีต่างๆ โดยวิธีการวาง PMU ด้วย DFS และ CGM ซึ่งจะมีการเลือกบัสเริ่มต้นด้วยการพิจารณาบัสที่มีจำนวน บรานช์มากที่สุด ในกรณีที่บัสมีจำนวนบรานช์เท่ากัน จะเลือกบัสเริ่มต้นด้วยวิธีการสุ่ม แต่ในวิธี IGM นั้น ถ้าพบว่าบัสมีจำนวนบรานช์เท่ากันจะพิจารณาติดตั้ง PMU ที่บัสซึ่งมีผลรวมของระยะทางของบรานช์ต่ำที่สุด หรืออิมพีแดนซ์น้อยที่สุด ผลจากการวิจัยในวิธี IGM จะได้ตำแหน่งการวาง PMU Bus และได้ระยะทางหรืออิมพีแดนซ์รวมของ บรานช์ที่เชื่อมกับ บัสที่สามารถสังเกตค่าได้ (Observable Bus) มีจำนวนน้อยกว่าวิธีอื่น โดยเฉพาะที่เป็นโครงข่ายขนาดใหญ่ และจะได้ผลค่าคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์เฉลี่ยของมุมและขนาดแรงดันรวมทุกบัสน้อยที่สุดเมื่อทดสอบที่ค่าสภาวะโหลดต่างๆ กัน

Optimal Phasor Measurement Unit Placement for Monitoring of PEA Bowin Power 

This paper presents an optimal placement method of Phasor Measurement Unit (PMU) in the 115-kV grid of the Provincial Electricity Authority (PEA) using the Improved Greedy Method (IGM) in order to achieve a minimum number of PMUs for complete observability of all bus voltages. The proposed method presents the criteria of bus selection for PMU placement, regarding a number of branches connected to the bus as well as the length of those branches. Consequently, the mismatches of the observed voltages resulted from the proposed method are compared with those resulted from the Depth First Search (DFS) using the Power System Analysis Toolbox (PSAT) and the original Greedy method (CGM) to illustrate the effectiveness of the placement methods. For the DFS and CGM methods, the bus with the highest number of connected branches is selected as the first bus. However, if there is more than one, the first bus will be randomly selected from those qualified. On the other hand, the PMU bus selected by the IGM is to have the highest number of connected branches as well as the minimum of total distance or total impedance of all observable buses. The findings resulted from the IGM are the optimal PMU placement with the total distance of the connected branches less than the other methods, especially for, large-scale networks. According to the comparison results among the DFS, CGM and IGM, the mean absolute error (MAE) of the angle and the magnitude voltage of all buses resulted from the IGM is the lowest for a wide range of load conditions, while the MAE resulted from the DFS is the highest.