Diseño óptimo de un sistema de medición de área amplia utilizando sensores inalámbricos híbridos y unidades de medición de fasores
Autores: Bashian, Amir; Assili, Mohsen; Anvari-Moghaddam, Amjad; Catalão, João P. S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Diseño óptimo de un sistema de medición de área amplia utilizando sensores inalámbricos híbridos y unidades de medición de fasores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Monitoreo en tiempo real
Unidades de medición de fasores
Sistema de medición de área amplia
Infraestructura de comunicación
Red de sensores inalámbricos
Ubicación óptima
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
El monitoreo en tiempo real del sistema de energía mediante unidades de medición de fasores (PMUs) conduce al desarrollo de dichos dispositivos en un sistema de medición de amplia área (WAMS). Sin embargo, la observabilidad del sistema de energía no se puede obtener solo empleando PMUs. La infraestructura de comunicación (CI) es una parte significativa del WAMS que debe ser diseñada e implementada de manera óptima para recopilar datos de PMUs y enviarlos a centros de control. En este documento, se propone una novedosa red de sensores inalámbricos híbrida para la conexión de PMUs en todo el sistema para habilitar medios de comunicación convenientes y de bajo costo. El problema de observabilidad en el sistema de comunicación se verifica junto con la ubicación óptima de PMUs en el sistema de energía para lograr una observabilidad completa. Se utiliza una red de sensores inalámbricos híbrida que incluye nodos de sensores alimentados por enchufe (PPSNs) y nodos de sensores de recolección de energía (EHSNs) para aumentar la confiabilidad del sistema de comunicación. En el problema de ubicación de PMU-sensor co-óptimo propuesto, el objetivo principal es minimizar el costo total de la ubicación de PMU y el sistema de comunicación relacionado, considerando la observabilidad completa del sistema de energía y CI. Para lograr mejores resultados, se considera el efecto de bus de inyección cero (ZIB) y el índice de redundancia de observabilidad del sistema (SORI) como una restricción en la función objetivo. Se utiliza un algoritmo genético codificado en binario para resolver el problema de optimización mixto propuesto sujeto a diferentes restricciones operativas técnicas. El método propuesto se examina en los sistemas de prueba de alimentadores IEEE de 13 buses y 37 buses. Los resultados muestran la aplicabilidad y efectividad del método propuesto en comparación con los métodos convencionales en esta área temática.
Descripción
El monitoreo en tiempo real del sistema de energía mediante unidades de medición de fasores (PMUs) conduce al desarrollo de dichos dispositivos en un sistema de medición de amplia área (WAMS). Sin embargo, la observabilidad del sistema de energía no se puede obtener solo empleando PMUs. La infraestructura de comunicación (CI) es una parte significativa del WAMS que debe ser diseñada e implementada de manera óptima para recopilar datos de PMUs y enviarlos a centros de control. En este documento, se propone una novedosa red de sensores inalámbricos híbrida para la conexión de PMUs en todo el sistema para habilitar medios de comunicación convenientes y de bajo costo. El problema de observabilidad en el sistema de comunicación se verifica junto con la ubicación óptima de PMUs en el sistema de energía para lograr una observabilidad completa. Se utiliza una red de sensores inalámbricos híbrida que incluye nodos de sensores alimentados por enchufe (PPSNs) y nodos de sensores de recolección de energía (EHSNs) para aumentar la confiabilidad del sistema de comunicación. En el problema de ubicación de PMU-sensor co-óptimo propuesto, el objetivo principal es minimizar el costo total de la ubicación de PMU y el sistema de comunicación relacionado, considerando la observabilidad completa del sistema de energía y CI. Para lograr mejores resultados, se considera el efecto de bus de inyección cero (ZIB) y el índice de redundancia de observabilidad del sistema (SORI) como una restricción en la función objetivo. Se utiliza un algoritmo genético codificado en binario para resolver el problema de optimización mixto propuesto sujeto a diferentes restricciones operativas técnicas. El método propuesto se examina en los sistemas de prueba de alimentadores IEEE de 13 buses y 37 buses. Los resultados muestran la aplicabilidad y efectividad del método propuesto en comparación con los métodos convencionales en esta área temática.