Innovation Owner
Mr. SORASAK JAINGEAWKUM
Student
Details
In this project, we introduce Power Grid Analyzer (PGAz), an open-source software package based on MATLAB, specifically designed for analyzing and controlling future power grids. Initially, PGAz is equipped with four fundamental features: power flow (PF), optimal power flow (OPF), small-signal stability analysis (SSSA), and time-domain simulation (TS). At this stage, Part I concentrates on the development of PF and OPF. The formats of our developed tool are presented, along with its command prompts. In this part, we have developed several conventional yet effective methods in the PGAz package to address PF and OPF problems, including techniques such as the Newton-Raphson method, Gauss-Seidel method, Interior Point Method, Iwamoto’s method, Fast Decoupled Load Flow, Genetic Algorithm, and Particle Swarm Optimization. Additionally, it emphasizes important aspects, algorithms, and various case studies that have been tested against IEEE benchmarks ranging from the IEEE 5-bus to the IEEE 300-bus test systems. The results demonstrate the capabilities of PGAz for future educational and research applications in PF and OPF. Finally, we outline a plan for developing Part II, which will mainly focus on SSSA and TS.
an open-source software package based on MATLAB,
specifically designed for analyzing and controlling future power
grids. Initially, PGAz is equipped with four fundamental features:
power flow (PF), optimal power flow (OPF), small-signal stability
analysis (SSSA), and time-domain simulation (TS). At this stage,
Part I concentrates on the development of PF and OPF. The
formats of our developed tool are presented, along with its
command prompts. In this part, we have developed several
conventional yet effective methods in the PGAz package to
address PF and OPF problems, including techniques such as the
Newton-Raphson method, Gauss-Seidel method, Interior Point
Method, Iwamoto’s method, Fast Decoupled Load Flow, Genetic
Algorithm, and Particle Swarm Optimization. Additionally, it emphasizes
important aspects, algorithms, and various case studies
that have been tested against IEEE benchmarks ranging from
the IEEE 5-bus to the IEEE 300-bus test systems. The results
demonstrate the capabilities of PGAz for future educational and
research applications in PF and OPF. Finally, we outline a plan
for developing Part II, which will mainly focus on SSSA and TS.
Objective
1.พัฒนา PGAz เป็นซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สที่ใช้ MATLAB สำหรับการวิเคราะห์โครงข่ายไฟฟ้า 2.ให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งโมเดลโดยใช้ MATLAB ได้อย่างยืดหยุ่น 3.เน้นการวิเคราะห์ Power Flow (PF), Continuation Power Flow (CPF), และ Optimal Power Flow (OPF) 4.ทดสอบความสามารถของ PGAz โดยใช้ระบบทดสอบมาตรฐาน IEEE
ที่มา ปัจจุบันซอฟต์แวร์วิเคราะห์ระบบไฟฟ้าส่วนใหญ่ เช่น DIgSILENT, PSS®Sincal, และ PSCAD มีค่าใช้จ่ายสูงและมีข้อจำกัดด้านการปรับแต่งโมเดล นอกจากนี้ การอัปเดตโมเดลล่าช้า ส่งผลต่อความก้าวหน้าทางการวิจัยและการศึกษา ในขณะเดียวกัน แม้ว่าจะมีซอฟต์แวร์โอเพนซอร์ส เช่น Power System Toolbox (PST), Power System Analysis Toolbox (PSAT) และ MatPower แต่ซอฟต์แวร์เหล่านี้หลายตัวไม่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง หรือขาดความสามารถในการรองรับการวิเคราะห์โครงข่ายไฟฟ้าสมัยใหม่ เช่น Cyber-Physical Power Systems (CPPS) และ Microgrids PGAz จึงถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเติมเต็มช่องว่างของซอฟต์แวร์เหล่านี้ โดยมุ่งเน้นให้เป็นแพลตฟอร์มที่เปิดกว้าง มีการอัปเดตอย่างต่อเนื่อง และรองรับการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้าในเชิงลึกมากขึ้น ความสำคัญ รองรับการปรับแต่งโมเดลอย่างยืดหยุ่นPGAz พัฒนาโดยใช้ MATLAB ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งและพัฒนาโมเดลได้อย่างอิสระ และสามารถรวมเข้ากับการวิเคราะห์ที่หลากหลาย เช่น การวิเคราะห์กำลังไฟฟ้า การจำลองเชิงเวลาของโครงข่ายไฟฟ้า และการวิเคราะห์เสถียรภาพเชิงสัญญาณขนาดเล็ก ลดข้อจำกัดของซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์มักมีข้อจำกัดทั้งด้านต้นทุนและโครงสร้างโมเดลที่ปรับแต่งได้ยาก PGAz จึงเป็นทางเลือกที่เปิดโอกาสให้ผู้ใช้สามารถพัฒนาซอฟต์แวร์ของตนเองโดยไม่มีค่าใช้จ่าย รองรับเทคนิคขั้นสูงในระบบไฟฟ้ายุคใหม่PGAz ได้รวมเทคนิควิเคราะห์โครงข่ายไฟฟ้าที่ทันสมัย เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพโดย AI และ Machine Learning การวิเคราะห์ Cyber-Physical Systems และการออกแบบระบบที่รองรับทรัพยากรพลังงานหมุนเวียน สนับสนุนการวิจัยและการศึกษาPGAz ช่วยให้นักวิจัยและนักศึกษาสามารถใช้เครื่องมือโอเพนซอร์สในการศึกษาระบบไฟฟ้าโดยไม่ต้องพึ่งพาซอฟต์แวร์ที่มีค่าใช้จ่ายสูง อีกทั้งยังสามารถนำไปใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนางานวิจัยด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและพลังงานในอนาคต
1.สนับสนุนการเรียนการสอนPGAz เป็นเครื่องมือที่สามารถใช้ในการเรียนการสอนด้านระบบไฟฟ้า โดยให้นักศึกษาได้มีโอกาสฝึกปฏิบัติและเรียนรู้ผ่านการทดลองจริง 2.เพิ่มขีดความสามารถในการวิจัยนักวิจัยสามารถใช้ PGAz เป็นแพลตฟอร์มพื้นฐานในการพัฒนาอัลกอริธึมใหม่ ๆ สำหรับการวิเคราะห์โครงข่ายไฟฟ้า 3.รองรับการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้าสมัยใหม่PGAz รองรับการวิเคราะห์โครงข่ายไฟฟ้าที่มีการรวมพลังงานหมุนเวียนและระบบไฟฟ้าอัจฉริยะ 4.ลดต้นทุนและข้อจำกัดของซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์การใช้งานซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สช่วยลดค่าใช้จ่ายในการศึกษาวิจัยและเปิดโอกาสให้ผู้ใช้สามารถปรับแต่งซอฟต์แวร์ให้เหมาะสมกับความต้องการของตนเอง 5.ส่งเสริมการพัฒนาและต่อยอดเทคโนโลยีPGAz สามารถพัฒนาต่อยอดเพื่อรองรับเทคโนโลยีใหม่ ๆ ในระบบไฟฟ้า เช่น การควบคุมและวิเคราะห์โครงข่ายแบบเรียลไทม์