An Algorithm for Compensation Lost Measurements in Automated Control Systems in Power Electrical Systems

يهدف هذا البحث إلى تحقيق الرؤية لأي شبكة كهربائية عن طريق تعويض القياسات المفقودة نتيجة حدوث خلل ما، مما يتيح إمكانية تقييم حالة الشبكة الكهربائية، أي الحصول على حل وحيد لتقييم الحالة، و ذلك عن طريق تحليل رؤية الشبكة باستخدام مجموعة القياسات المتاحة، و إضافة قياسات افتراضية كاذبة في حال كانت الشبكة غير مرئية. و يتم إجراء ذلك باستخدام خوارزمية عددية تكرارية تضمن الحصول على العدد الأصغري و الأمثل من القياسات الحدية الكاذبة المضافة بحيث لا تؤثر سلباً على نتائج تقييم الحالة. تعتمد الخوارزمية على حل معادلة مقيم الحالة الخطي و على التحليل إلى العوامل المثلثية لمصفوفة الربح و على طريقة سهلة لترتيب محور مصفوفة جاكوبيان أي مصفوفة القياسات لضمان الحصول على المجموعة الأصغر من القياسات الكاذبة المرشحة لتكون قياسات مضافة. تم تنفيذ الخوارزمية العددية التكرارية في بيئة MATLAB و تم اختبار تأثير نتائج خوارزمية تحليل الرؤية و إضافة القياسات الكاذبة على تقييم الحالة. و قد اختبرت نتائج البرنامج على شبكة IEEE القياسية المكونة من 14 عقدة، و أظهرت النتائج أنه في حال فقد عدد من القياسات سيتم تعويضها بقياسات كاذبة حدية، كما أظهرت نتائج تقييم الحالة قيماً صغيرة لنسبة الخطأ بين القيم المقيمة باستخدام القياسات الحقيقية و بين القيم المقيمة بعد إضافة القياسات الكاذبة الحدية.

This research aims to achieve the observability of any electrical network by the possibility compensation the lost measurements due to a defect, allowing the possibility of state estimation of the electrical network ,ie, obtaining a single solution for a state estimation. This is done by means of the network observability analysing using the available set of measurements and adding virtual pseudo-measurements if the network is not observable. this is done using a numerical algorithm that ensures obtaining the minimum and optimal number of added critical pseudo-measurements so that the result of state estimation was not adversely affected. The algorithm depends on solving the equation of the linear state estimation and the analysing to the triangular factors of the gain matrix and an easy way to arrange the axis of the jacobian matrix ,ie, the measurements matrix to ensure getting the minimum set of candidate pseudo- measurements to be added to real measurements, the numerical algorithm was acheived by environment in the MATLAB and tested to present the results on the network observabilty analysing and adding the pseudo-measurements algorithm on state estimation .The results of the program were tested on IEEE-14 network, and they showed that if a number of measurements were lost, they would be compensated by critical and pseudo-measurements. The results of state estimation showed small error ratio between estimated values using the real measurements and the estimated values after added the critical pseudo-measurements.