<?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">10.21285/1814-3520-2021-2-172-182</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">ipolytech-476</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>Влияние весовых коэффициентов измерений на согласованность результатов оценивания состояния и расчета установившегося режима электроэнергетической системы</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Influence of the weight coefficients of measurements on the consistency of the assessment and calculation results of the power supply system steady-state operation conditions</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>Глазунова</surname><given-names>А. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Glazunova</surname><given-names>A. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Глазунова Анна Михайловна - доктор технических наук, доцент, старший научный сотрудник Отдела электроэнергетических систем.</p><p>664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 130</p></bio><email xlink:type="simple">glazunova@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>Колосок</surname><given-names>И. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kolosok</surname><given-names>I. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Колосок Ирина Николаевна - доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Отдела электроэнергетических систем,</p><p>664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 130</p></bio><email xlink:type="simple">kolosok@isem.irk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></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><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>02</day><month>05</month><year>2021</year></pub-date><volume>25</volume><issue>2</issue><fpage>172</fpage><lpage>182</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Глазунова А.М., Колосок И.Н., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Глазунова А.М., Колосок И.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Glazunova A.M., Kolosok I.N.</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/476">https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/476</self-uri><abstract><p>Цель исследований - разработка метода настройки процедуры оценивания состояния электроэнергетической системы, направленного на повышение качества оценивания состояния путем корректировки весовых коэффициентов измерений. Для решения поставленной задачи используются методы нелинейной оптимизации. Формирование контрольных уравнений и решение системы линейных уравнений при оценивании состояния выполняются методом Краута. Результаты расчета электроэнергетического установившегося режима рассматриваются в качестве эталона. Чем меньше полученные оценки отличаются от результатов расчета установившегося режима, тем выше точность процедуры оценивания состояния. Задача корректировки весовых коэффициентов поставлена и решена как задача нелинейной оптимизации, где в качестве параметров оптимизации принимаются дисперсии измерений. Разработана целевая функция, которая формулируется следующим образом: минимизировать дисперсии оценок измерений, входящих в одно контрольное уравнение, за счет максимизации дисперсий измерений активной мощности в балансирующем узле расчетной схемы электроэнергетической системы. При решении этой задачи контролируются ограничения в виде равенств и неравенств. Задача оптимизации дисперсий решается после первой итерации оценивания состояния, и, начиная со второй итерации, оценивание состояния выполняется с новыми весовыми коэффициентами измерений. Расчеты выполнены на 6-узловой тестовой схеме. Из существующих измерений составляются контрольные уравнения. Данные, относящиеся к измерениям выбранного контрольного уравнения тестовой схемы, используются для расчета целевой функции. Корректность перераспределения дисперсий и их экстремальные значения контролируются ограничениями. Полученные результаты показали, что при корректировке дисперсий измерений оценки мощности во всех узлах становятся ближе к расчету установившегося режима.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The aim of this work is to develop an improved procedure for assessing the state of power supply systems based on adjusting the weight coefficients of measurements. To this end, non-linear optimisation methods were used. The control equations and the solution of the simultaneous linear equations were performed using the Crout method. The results of the calculation of the electrical power steady-state mode were considered as a reference. The lower the difference between the evaluation and steady-state calculation results, the higher the accuracy of the overall state assessment procedure. The problem of correcting the weight factors is set and solved as a nonlinear optimisation problem, where the optimisation parameters are taken as the dispersion of the measurements. The objective function was formulated as follows: to minimise the measurement evaluation dispersions that are part of a single control equation by maximising the active power measurements dispersion in the swing bus of the power supply system. In this study, limitations in the form of equation and inequality are monitored. The problem of optimising the dispersions is solved after the first iteration of the state assessment; starting with the second iteration, the state assessment is performed with new measurement weight factors. The calculations were performed on a 6-node test circuit. The control equations are drawn from the current measurements. The measurements data on the selected control equation of the test circuit are used to calculate the target function. The accuracy of the dispersions redistribution and their extreme values are controlled by the limitations. The results showed that, when adjusting the dispersion of measurements, the power assessments at all nodes are closer to the steady-state mode calculation results.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>электроэнергетическая система</kwd><kwd>оценивание состояния</kwd><kwd>весовые коэффициенты</kwd><kwd>нелинейная минимизация</kwd><kwd>параметры установившегося режима</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>electric power grid</kwd><kwd>state estimation</kwd><kwd>weighting coefficients</kwd><kwd>nonlinear minimization</kwd><kwd>steady-state parameters</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в рамках проекта государственного задания (№ FWEU-2021-0001) программы фундаментальных исследований РФ на 2021-2030 гг. и при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-07-00322</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">The research was carried out within the framework of the state assignment project (no. FWEU-2021-0001) of the fundamental research program of the Russian Federation for the period from 2021 to 2030 and with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research within the framework of the scientific project no. 1907-00322</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Аюев Б.И., Машалов Е.В., Неуймин В.Г., Шубин Н.Г. Основные технологические задачи Системного оператора // Вестник Уральского государственного технического университета. 2004. Т. 12. № 42. С. 27-30.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ayuev BI, Mashalov EV, Neujmin VG, Shubin NG. Main technological tasks of system operator. Vestnik Ural'skogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2004; 12(42):27—30. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Идельчик В.И. Расчеты и оптимизация режимов электрических сетей и систем. М.: Энергоатомиздат, 1988. 190 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Idel'chik VI. Calculations and optimization of modes of electrical networks and systems. Moscow: Energoatomiz-dat; 1988, 190 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Крумм Л.А. Методы приведенного градиента при управлении электроэнергетическими системами. Новосибирск: Изд-во «Наука», 1977. 368 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krumm LA. Reduced gradient methods for electric power system control. Novosibirsk: Nauka; 1977, 368 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лисицын Н.В., Морозов Ф.Я., Окин А.А., Семенов В.А. Единая энергосистема России. М.: Изд-во МЭИ, 1999. 282 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lisicyn NV, Morozov FYa, Okin AA, Semenov VA. Unified energy system of Russia. Moscow: National Research University; 1999, 282 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Schweppe F.C., Wildes J. Power system static-state estimation. Part I: Exact Model // IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. 1970. Vol. PAS-89. Iss. 1. Р. 120-125. https://doi.org/10.1109/TPAS.1970.292678</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Schweppe FC, Wildes J. Power system static-state estimation. Part I: Exact Model. IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. 1970;PAS-89(1): 120— 125. https://doi.org/10.1109/TPAS.1970.292678</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамм А.З. Оценка текущего состояния электроэнергетической системы как задача нелинейного программирования // Электричество. 1972. № 9. С. 1-7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gamm AZ. Estimation of electric power system current state as a nonlinear programming problem. Elektrichestvo. 1972;9:1-7. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамм А.З., Глазунова А.М., Гришин Ю.А., Колосок И.Н., Коркина Е.С. Развитие алгоритмов оценивания состояния электроэнергетической системы // Электричество. 2009. № 6. С. 41-49.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gamm AZ, Glazunova AM, Grishin YuA, Kolosok IN, Korkina ES. Development of assessment algorithms for electric power system state. Elektrichestvo. 2009;6:41-49. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</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">Gamm AZ. Statistical methods for assessing the state of electric power systems. State Moscow: Nauka; 1976, 220 p. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abur A., Exposito A.G. Power system state estimation -theory and implementation. Part 2. New York: Marchel Dekker, 2004. P. 9-26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abur A, Exposito AG. Power system state estimation -theory and implementation. Part 2. New York: Marchel Dekker; 2004, p. 9-26.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abur A., Celik M.K. A fast algorithm for the weighted least absolute value state estimation // IEEE Power Engineering Review. 1991. Vol. 11. Iss. 2. Р. 41. https://doi.org/10.1109/MPER.1991.88711</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abur A, Celik MK. A fast algorithm for the weighted least absolute value state estimation. IEEE Power Engineering Review. 1991; 11 (2):41. https://doi.org/10.1109/MPER.1991.88711</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mili I., Cheniae M.G., Vichare N.S., Rousseeuw P.J. Robust state estimation based on projection statistics (of power systems) // IEEE Transactions on Power Systems. 1996. Vol. 11. Iss. 2. Р. 1118-1127. https://doi.org/10.1109/59.496203</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mili I, Cheniae MG, Vichare NS, Rousseeuw PJ. Robust state estimation based on projection statistics (of power systems). IEEE Transactions on Power Systems. 1996; 11(2): 1118-1127. https://doi.org/10.1109/59.496203</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хохлов М.В. Пороговые свойства робастного оценивания состояния электроэнергетических систем // Электричество. 2010. № 4. С. 2-12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hohlov MV. Threshold features of robust estimation of electric power system state. Elektrichestvo. 2010;4:2-12. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамм А.З., Герасимов Л.Н., Гришин Ю.А., Колосок И.Н. Оценивание состояния в электроэнергетике / под ред. Ю.Н. Руденко. М.: Изд-во «Наука», 1983. 320 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gamm AZ, Gerasimov LN, Grishin YuA, Kolosok IN. State assessment in electric power industry / ed. YuN Rudenko. Moscow: Nauka; 1983, 320 р. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамм А.З., Глазунова А.М., Колосок И.Н., Овчинников В.В. Методы оценки дисперсий телеизмерений в электроэнергетических системах // Электричество. 1997. № 7. С. 2-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gamm AZ, Glazunova АМ, Kolosok IN, Ovchinnikov VV. Estimation methods of telemetry measurement dispersion in electric power grids. Elektrichestvo. 1997;7:2-9. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамм А.З., Колосок И.Н., Обнаружение грубых ошибок телеизмерений в электроэнергетических системах / отв. ред. В.И. Зоркальцев. Новосибирск: Изд-во «Наука», 2000. 152 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gamm AZ, Kolosok IN. Detection of gross errors of telemetry in electric power grids. / editor-in-chief VI Zorkaltsev. Novosibirsk: Nauka; 2000, 152 р. (In Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rathod N., Patel H., Joshi S. Implementing two stage hybrid state estimation with various approaches // International Conference on Smart Grids and Energy Systems (Perth, 23-26 November, 2020). Perth: IEEE, 2020. https://doi.org/10.1109/SGES51519.2020.00117</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rathod N, Patel H, Joshi S. Implementing two stage hybrid state estimation with various approaches. In: International Conference on Smart Grids and Energy Systems 23-26 November, 2020, Perth. Perth: IEEE; 2020. https://doi.org/10.1109/SGES51519.2020.00117</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Massignan J.A.D., London J.B.A., Maciel C.D., Bes-sani M. PMUs and SCADA measurements in power system state estimation through Bayesian inference // IEEE Milan PowerTech (Milan, 23-27 June 2019). Milan: IEEE, 2019. https://doi.org/10.1109/PTC.2019.8810750</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Massignan JAD, London JBA, Maciel CD, Bessani M. PMUs and SCADA measurements in power system state estimation through Bayesian inference. In: IEEE Milan PowerTech. 23-27 June 2019, Milan. Milan: IEEE; 2019. https://doi.org/10.1109/PTC.2019.8810750</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ren P., Abur A. Modification of boundary zone measurements to avoid spreading of errors // IEEE Eindhoven PowerTech (Eindhoven, 29 June - 2 July 2015). Eindhoven: IEEE, 2015. https://doi.org/10.1109/PTC.2015.7232282</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ren P, Abur A. Modification of boundary zone measurements to avoid spreading of errors. In: IEEE Eindhoven PowerTech. 29 June - 2 July 2015, Eindhoven. Eindhoven:	IEEE;	2015. https://doi.org/10.1109/PTC.2015.7232282</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Glazunova A., Kolosok I., Semshchikov E. Bad data detection by dynamic state estimation for the case of low redundancy of measurements // Proceedings of the 9th International Scientific Symposium on Electrical Power Engineering (13-16 May 2014). Cavtat: IEEE, 2017. https://doi.org/10.1109/ENERGYCON.2014.6850459</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glazunova A, Kolosok I, Semshchikov E. Bad data detection by dynamic state estimation for the case of low redundancy of measurements. In: Proceedings of the 9th International Scientific Symposium on Electrical Power Engineering.	13-16 May 2014, Cavtat. Cavtat: IEEE; 2017. https://doi.org/10.1109/ENERGYCON.2014.6850459</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Демидович Б.П., Марон И.А., Основы вычислительной математики. М.: Изд-во «Наука». Главная ред. физ.-мат. литры, 1966. 658 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Demidovich BP, Maron IA. Fundamentals of computational mathematics. Moscow: Nauka. Glavnaya redakciya fiziko-matematicheskoj literatury; 1966, 658 р. (In Russ.)</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>
