<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">ipolytech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">iPolytech Journal</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>iPolytech Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2782-4004</issn><issn pub-type="epub">2782-6341</issn><publisher><publisher-name>Irkutsk National Research Technical University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21285/1814-3520-2018-2-95-106</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ipolytech-31</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭНЕРГЕТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>POWER ENGINEERING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ОЦЕНИВАНИЕ СОСТОЯНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СЧЕТЧИКОВ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>LOW VOLTAGE DISTRIBUTION NETWORK STATE ESTIMATION BASED ON SMART METER READINGS</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Болоев</surname><given-names>Е. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Boloev</surname><given-names>E. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">boloev@isem.irk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Голуб</surname><given-names>И. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Golub</surname><given-names>I. I.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">golub@isem.irk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Федчишин</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Fedchishin</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">fedchishin@istu.edu</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Melentiev Energy Systems Institute SB RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Иркутский национальный исследовательский технический университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Irkutsk National Research Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>15</day><month>09</month><year>2020</year></pub-date><volume>22</volume><issue>2</issue><fpage>95</fpage><lpage>106</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Болоев Е.В., Голуб И.И., Федчишин В.В., 2020</copyright-statement><copyright-year>2020</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Болоев Е.В., Голуб И.И., Федчишин В.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Boloev E.V., Golub I.I., Fedchishin V.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/31">https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/31</self-uri><abstract><p>ЦЕЛЬ. Использование источников возобновляемой генерации приводит к появлению в распределительных сетях низкого напряжения двунаправленных перетоков и перенапряжений. Необходимая для эффективного мониторинга и управления распределительной сетью информация о текущих значениях всех переменных режима может быть получена в результате обработки измерений, поступающих от интеллектуальных счетчиков. В работе предлагается новый подход к решению проблемы оценивания состояния трехфазной распределительной сети по измерениям модулей напряжений и узловых мощностей или токов. МЕТОДЫ. Задачу нелинейного оценивания состояния по измерениям мощностей и напряжений, вместо традиционно используемого для этой цели метода Ньютона, предлагается решать методом простой итерации. Минимизация квадратичной функции остатков на каждой простой итерации и при линейном оценивании состояния по измерениям узловых токов напряжений производится методом взвешенных наименьших квадратов, с учетом или без учета ограничений на нулевые токи в транзитных узлах, либо методом матрицы Хечтела. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Эффективность предложенных методов проиллюстрирована на примере линейного оценивания состояния, а также нелинейного оценивания состояния для каждого часа суточного графика изменения узловых мощностей для 32-узловой трехфазной тестовой сети низкого напряжения. ВЫВОДЫ. Использование метода простой итерации для нелинейного оценивания состояния делает эту процедуру столь же тривиальной, как и линейное оценивание состояния. Метод матрицы Хетчела позволяет получить минимальное значение целевой функции по сравнению со значением целевой функции для взвешенного метода наименьших квадратов без учета и с учетом ограничений.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>PURPOSE. The use of renewable generation sources causes bidirectional power flows and overvoltages in low voltage distribution networks. The information on the current values of all mode variables, which is necessary for the efficient monitoring and control of the distribution network can be obtained through the processing of measurements from the smart meters. The paper proposes a new approach to the solution of the state estimation problem of a three phase distribution network based on the measurements of voltage modules and nodal powers or currents. METHODS. It is proposed to solve the nonlinear state estimation problem on the basis of nodal power and voltage measurements instead of Newton’s method traditionally used for this purpose. The quadratic function of residuals at each simple iteration and at linear state estimation based on the measurements of nodal currents and voltages is minimized by the weighted least squares method with or without constraints on zero currents at the transit nodes or by the Hachtel matrix method. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The effectiveness of the proposed methods is illustrated using linear and nonlinear state estimation for each hour of the daily curve of nodal power variations for the three phase 32 node low voltage test network. CONCLUSIONS. Application of the simple iteration method for nonlinear state estimation makes this procedure as trivial as the procedure of linear state estimation. The Hachtel matrix method allows to obtain the minimum value of the objective function compared to the value of the objective function for the weighted least squares method with and without constraints.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>распределительная сеть</kwd><kwd>возобновляемая генерация</kwd><kwd>наблюдаемость</kwd><kwd>оценивание состояния</kwd><kwd>интеллектуальные счетчики</kwd><kwd>метод простой итерации</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>distribution network</kwd><kwd>renewable generation</kwd><kwd>observability</kwd><kwd>state estimation</kwd><kwd>smart meters</kwd><kwd>simple iteration method</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Schweppe F.C., Wildes J. Power system static-state estimation, Part I: Exact model // IEEE Trans. Power Apparatus and Systems. 1970. Pas-89. No. 1. P. 120-125. DOI: 10.1109/TPAS.1970.292678</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Schweppe F.C., Wildes J. Power system static-state estimation, Part I: Exact model // IEEE Trans. Power Apparatus and Systems. 1970. Pas-89. No. 1. P. 120-125. DOI: 10.1109/TPAS.1970.292678</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамм А.З. Статистические методы оценивания состояния электроэнергетических систем. М.: Наука, 1976. 220 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гамм А.З. Статистические методы оценивания состояния электроэнергетических систем. М.: Наука, 1976. 220 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Войтов О.Н., Голуб И.И., Семенова Л.В. Алгоритм определения потерь энергии в электрических сетях // Электричество. 2010. № 9. С. 38-45.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Войтов О.Н., Голуб И.И., Семенова Л.В. Алгоритм определения потерь энергии в электрических сетях // Электричество. 2010. № 9. С. 38-45.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Emmanuel M., Rayudu R. Communication technologies for smart grid applications: a survey // Journal of Network and Computer Applications. 2016. No. 74. P. 133-148. DOI: 10.1016/j.jnca.2016.08.012</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Emmanuel M., Rayudu R. Communication technologies for smart grid applications: a survey // Journal of Network and Computer Applications. 2016. No. 74. P. 133-148. DOI: 10.1016/j.jnca.2016.08.012</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Santos S., Llano A., Arzuaga A., Arzuaga T., Marron L., Zamalloa M. Smart meters enable synchrophasor applications in distribution grids // CIGRE (Paris, August 2012). Paris, 2012. 8 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Santos S., Llano A., Arzuaga A., Arzuaga T., Marron L., Zamalloa M. Smart meters enable synchrophasor applications in distribution grids // CIGRE (Paris, August 2012). Paris, 2012. 8 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Alimardani A., Therrien F., Atanackovic D., Jatskevich J., Vaahedi E. Distribution system state estimation based on nonsynchronized smart meters // IEEE Trans. Smart Grid. 2015. Vol. 6. Issue 6. P. 2919-2928. DOI: 10.1109/TSG.2015.2429640</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alimardani A., Therrien F., Atanackovic D., Jatskevich J., Vaahedi E. Distribution system state estimation based on nonsynchronized smart meters // IEEE Trans. Smart Grid. 2015. Vol. 6. Issue 6. P. 2919-2928. DOI: 10.1109/TSG.2015.2429640</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Primadianto A., Lu C. A review on distribution system state estimation // IEEE Trans. Power Syst. 2017. Vol. 32. Issue 5. P. 3875-3883. DOI: 10.1109/TPWRS.2016.2632156</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Primadianto A., Lu C. A review on distribution system state estimation // IEEE Trans. Power Syst. 2017. Vol. 32. Issue 5. P. 3875-3883. DOI: 10.1109/TPWRS.2016.2632156</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ciric R.M., Feltrin A.P., Ochoa L.F. Power Flow in four-wire distribution networks - General Approach // IEEE Trans. Power Syst. 2003. Vol. 18. Issue 4. P. 1283-1290. DOI: 10.1109/TPWRS.2003.818597</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ciric R.M., Feltrin A.P., Ochoa L.F. Power Flow in four-wire distribution networks - General Approach // IEEE Trans. Power Syst. 2003. Vol. 18. Issue 4. P. 1283-1290. DOI: 10.1109/TPWRS.2003.818597</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамм А.З., Голуб И.И., Кесельман Д.Я. Наблюдаемость электроэнергетических систем // Электричество. 1975. № 1. С. 12-18.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гамм А.З., Голуб И.И., Кесельман Д.Я. Наблюдаемость электроэнергетических систем // Электричество. 1975. № 1. С. 12-18.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамм А.З., Голуб И.И. Наблюдаемость электроэнергетических систем. М.: Наука, 1990. 200 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Гамм А.З., Голуб И.И. Наблюдаемость электроэнергетических систем. М.: Наука, 1990. 200 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Aschmoneit F.C., Peterson N.M., Adrian E.C. State estimation with equality constraints // Tenth PICA Conference Proceedings (Toronto, May 1977). Toronto, 1977. P. 427-430.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aschmoneit F.C., Peterson N.M., Adrian E.C. State estimation with equality constraints // Tenth PICA Conference Proceedings (Toronto, May 1977). Toronto, 1977. P. 427-430.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gjelsvik A., Aam S., Holten L. Hachtel's augmented matrix method - a rapid method improving numerical stability in power system static state estimation // Trans. Power Apparatus and Systems. 1985. Pas-104, No. 11. P. 2987-2993. DOI: 10.1109/TPAS.1985.318939</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gjelsvik A., Aam S., Holten L. Hachtel's augmented matrix method - a rapid method improving numerical stability in power system static state estimation // Trans. Power Apparatus and Systems. 1985. Pas-104, No. 11. P. 2987-2993. DOI: 10.1109/TPAS.1985.318939</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Olivala P.C, Madureira A.G., Matos M. Advanced voltage control for smart microgrids using distributed energy resources // Electric Power Systems Research. 2017. Vol. 146. P. 132-140. DOI: 10.1016/j.epsr.2017.01.027</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Olivala P.C, Madureira A.G., Matos M. Advanced voltage control for smart microgrids using distributed energy resources // Electric Power Systems Research. 2017. Vol. 146. P. 132-140. DOI: 10.1016/j.epsr.2017.01.027</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
