INVESTIGATION OF POWER SYSTEM STATE ESTIMATION BY USING ITERAVELY REWEIGHTED LEAST SQUARES METHOD

Creative Commons License

Andiç C., Öztürk A., Tosun S.

International Marmara Sciences Congress (Autumn 2019), Kocaeli, Turkey, 1 - 03 November 2019, vol.1, pp.124-131

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • Volume: 1
  • City: Kocaeli
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.124-131
  • Istanbul Technical University Affiliated: Yes

Abstract

Power system state estimation is the most important part of modeling, monitoring, operating and controlling the power system. With the measurement data obtained from SCADA system, voltage magnitude and angle values of buses in the system are available. However, each measurement includes an error caused by the measurement noise or some noise error during transmission of the data to the control center. The purpose of state estimation in power systems is to find the voltage phasors of the buses in a way that minimizes measurement errors. State estimation problem is usually solved by Weighted Least Squares (WLS) method. However, when the wrong measurement results are taken into account (leverage points), the results of the WLS method are insufficient. In this study, as an alternative to the WLS method, IEEE's 14 busbar test system was used to estimate the state by using Iteratively Re-weighted Least Squares (IRLS) method. In the first step, the results of the state estimation of IRLS and WLS method were compared. In the second stage, a bad data (wrong measurement) was added to the measurement data group. In this case, the results of the state estimation are compared with the success of eliminating the incorrect data of the IRLS and WLS methods. As a result of the analysis, it was seen that IRLS method has acceptable accuracy value and successfully eliminates incorrect data.

Güç sisteminde durum kestirimi, güç sisteminin modellenmesi, izlenmesi, işletilmesi ve kontrol edilmesi işlemlerinin en önemli bir bölümüdür. SCADA sisteminden alınan ölçüm verileri ile sistemde bulunan baraların gerilim genlik ve açı değerleri bulunmaktadır. Ancak yapılan her bir ölçüm, ölçmeden kaynaklanan bir hata ya da verilerin kontrol merkezine iletilmesi esnasında bir miktar gürültü hatası içermektedir. Güç sistemlerinde durum kestiriminin amacı ise ölçüm hatalarını minimize edecek şekilde baraların gerilim fazörlerini bulabilmektir. Durum kestirimi problemi genellikle Ağırlıklı En Küçük Kareler (AEKK) yöntemi ile çözülmektedir. Ancak yanlış ölçüm sonuçları hesaba katıldığında (kaldıraç noktaları), AEKK yönteminin sonuçları yetersiz kalmaktadır. Bu çalışmada ise AEKK yöntemine alternatif olarak, IEEE’nin 14 baralı test sistemi üzerinde Tekrarlı Yeniden-Ağırlıklandırmalı En Küçük Kareler (TYEKK) yöntemi kullanılarak durum kestirimi gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada AEKK yöntemi ile TYEKK yönteminin durum kestirimi sonuçları karşılaştırılmıştır. İkinci aşamada ise ölçüm veri grubuna bir kötü veri (yanlış ölçüm) eklenmiştir. Bu durumda yapılan durum kestirimi sonuçları ile TYEKK ve AEKK yöntemlerinin hatalı veriyi elimine etme başarısı karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda TYEKK yönteminin kabul edilebilir doğruluk değerine sahip olduğu ve hatalı veriyi başarıyla eliminize ettiği görülmüştür.