Περιβάλλον υποστήριξης για την αποκατάσταση ηλεκτρικού συστήματος μετά από διακοπή ισχύος

Abstract

In this work, the issue of power system restoration after a total or partial blackout is addressed. An interactive graphical operator- support environment has been developed for the scheduling of system restoration actions, based on both analytical tools for power system study during longer term time scales, and advanced techniques of artificial intelligence. An efficient quasi steady state (dynamic) load flow is proposed for the simulation of transient phenomena. The analytical tools developed in the frame of this Dissertation, simulate the whole restoration period, with important saving in CPU memory and speed. A unified analytical graphical environment has been organised for the simulation of a broad range of transients during restoration. An innovative application of Petri Nets, an effective mathematical and graphical tool, to the complex problem of system restoration is presented through the study of the important behavioural properties and the construction of the reachability graphs, feasible sequences of restoration actions are proposed, and the dynamic behaviour of the power system is investigated. Further, a new powerful class of Petri Nets, Hierarchical Time -Extended Petri Nets is implemented with improved modelling and decision power, especially tailored to the nature of power system restoration procedures.

Στα πλαίσια της παρούσας Διατριβής εξετάζεται το θέμα της επαναφοράς ενός συστήματος ισχύος στην ομαλή λειτουργία μετά από μερικοί ή ολική απώλεια ισχύος. Αναπτύσσεται ένα γραφικό αλληλεπιδραστικό περιβάλλον υποστήριξης των χειριστών και μηχανικών για τον προγραμματισμό ενεργειών αποκατάστασης του συστήματος, με βάση αναλυτικά εργαλεία μελέτης του ηλεκτρικού συστήματος σε μεγάλες χρονικές κλίμακες και εξελιγμένες τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης. Στην περιοχή της μελέτης των δυναμικών φαινομένων σε διάφορες χρονικές κλίμακες της αποκατάστασης συστήματος μετά από διακοπή ισχύος, προτείνεται μια αποτελεσματική η υλοποίηση του αλγορίθμου ημι-μόνιμης (δυναμικής) ροής φορτίου για την προσομοίωση των μεταβατικών φαινομένων. Αναπτύσσεται ένα ενιαίο αλληλοδραστικό υπολογιστικό περιβάλλον εργασίας με επέκταση των δυνατοτήτων του για τη μελέτη μεγάλου φάσματος δυναμικών φαινομένων χαρακτηριστικών του προβλήματος της αποκατάστασης. Στα πλαίσια της Διατριβής επίσης, αναπτύσσεται η πρωτότυπη εφαρμογή των Δικτύων Petri, ενός αποδοτικού γραφικού και μαθηματικού εργαλείου τεχνητής νοημοσύνης δεύτερης γενιάς (deep reasoning system) στο πρόβλημα της αποκατάστασης. Μέσα από τη μελέτη των βασικών ιδιοτήτων συμπεριφοράς και την κατασκευή των γράφων προσπελασιμότητας των Ιεραρχικά Χρονικά Εκτεταμένων Δικτύων Petri, διερευνάται η δυναμική συμπεριφορά του συστήματος ισχύος σε διάφορες φάσεις της αποκατάστασης και εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα.