Fault-tolerant PMU placement in electrical power system

Other Title(s)

نظام التسامح مع الأعطال لتحديد أماكن وحدات قياس الطور في نظام الطاقة الكهربائية

Dissertant

al-Khurays, Batul Ibrahim Hamdan

Thesis advisor

al-Dumur, Ali Salim Ali

University

Mutah University

Faculty

Faculty of Engineering

Department

Electrical Engineering Department

University Country

Jordan

Degree

Master

Degree Date

2021

Arabic Abstract

PMU مكونا مهما لشبكة الطاقة الحديثة.

تم تحسين التطبيقات المختلفة لنظام قياسات المنطقة الواسعة (WAMS) باستخدام PMU بدلاً من القياسات التقليدية.

نظرا لارتفاع تكلفة وحدات إدارة المشروع و تكلفة تركيبها، غالبا ما يكون من الصعب تثبیت PMU علي كل Bus في النظام الكهربائي.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية تحديد العدد المطلوب الـ PMU و الوضع الأنسب لهذه الوحدات تحتاج إلى دراسة متعمقة.

من هذه النقطة، تناول العديد من الباحثين مسألة تحديد المكان الأمثل لهذه الوحدات (OPP) باستخدام منهجيات مختلفة.

تطبيقات الـ WAMS هي تطبيقات حساسة للغاية لأنها تتداخل مع نظام التحكم و الحماية، و هذا يتطلب قياسات موثوقة و دقيقة.

لذلك ، يجب دراسة تحمل أخطاء النظام في أي تصميم لنظام الـ WAMS.

التسامح مع الخطأ هو قدرة النظام أو المكون على مواصلة التشغيل العادي على الرغم من وجود أخطاء في الأجهزة أو البرامج.

في هذه الأطروحة تم دمج مفهوم التسامح مع الخطأ في حسابات الـ OPP في عملية التثبيت الـ الخطأ PM يمكن تحسين التسامح مع في النظام عن طريق زيادة موثوقية المكون الأساسي للنظام.

تقترح هذه الرسالة نموذج OPP مع مراعاة عدة جوانب لتحسين تحمل أخطاء النظام.

يضمن النموذج المقترح أقصى قدر من موثوقية القياس للمكونات الحرجة في نظام الطاقة باستخدام تحسين ثنائي المستوى.

بالإضافة إلى ذلك، تم اقتراح نموذج تكلفة شامل لتنفيذ نظام WAMS بما في ذلك تكاليف الـ PMU والتكاليف الإضافية الأخرى.

في هذه الرسالة تم استخدام خوارزمية المجال الكهربائي الصناعي (AEFA) لحل نموذج التكلفة المقترح تم تطبيق النماذج المقترحة على انظمة اختبار IEEE صغيره و كبيره باستخدام برنامج MATLAB.

English Abstract

The high accuracy synchronized measurements gathered from phasor measurement units (PMUs) has improved the operation and control philosophy in an electrical power system.

Therefore, PMUs are becoming an important component of modern power grid.

A various applications of wide area measurements system (WAMS) are improved using PMU instead of traditional measurements.

Due to the high cost of PMUs and its installation cost, it is often difficult to install PMU at each bus in the system.

Additionally, the determination process of the required number PMUs and the most appropriate placement of these units need extended deeply study.

From this point, many researchers have tackled the question of optimal PMUs placement (OPP) with different approaches.

WAMS applications are very sensitive applications as it interferes with control and protection system, this requires reliable and accurate measurements.

Therefore, system fault tolerance must be studied in any WAMS design.

Fault-tolerance is the ability of a system or component to continue normal operation despite the presence of hardware or software faults.

In this work the concept of fault tolerance has been incorporated in OPP calculations.

In PMU installation process the fault tolerance of the system can be improved by increase the reliability of the critical component of the system.

The work in this thesis proposes an OPP model with considered several aspects to improve the system fault tolerance of the system.

The proposed model ensures maximum measurement reliability for critical components in the power system using bi-level optimization.

Additionally, a comprehensive cost model for WAMS implementation including PMU and other additional costs is proposed.

In this thesis, an artificial electric filed algorithm (AEFA) has been used to solve the proposed cost model.

the proposed models have been applied on small and large IEEE test systems using MATLAB programing environment.

Main Subjects

Electronic engineering

No. of Pages

63

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-1340242