用基于PMU数据的理想电压源法实现混合动态仿真验证策略

基于相量测量单元(PMU)数据的混合动态仿真方法,利用动态仿真结果与实测值的差异可实现电力系统仿真验证.提出一种用理想电压源法实现的混合动态仿真验证策略,通过等值外部系统为理想电压源,将PMU实测的电压模值和相角信号注入仿真子系统的边界母线.在Matlab/Simulink仿真环境下,四机两区域系统验证了该方法的简单与有效.最后以南方电网发电机模型为例,结合PMU实测数据,将理想电压源法混合动态仿真应用于实际仿真验证中.     

基于混合动态仿真的发电机组模型有效性评估

发电机组是决定电力系统动态行为特征的关键设备,其数学模型及参数是否有效将直接影响系统动态仿真结果,所以对机组仿真模型的有效性评估显得尤为重要.近年来提出的基于相量测量单元(PMU)数据的混合动态仿真,为电力系统元件的模型验证提供了新思路.文中提出发电机组仿真模型有效性评估方法,利用理想电压源法实现混合动态仿真,并结合残...     

基于变阻抗方法的电力系统混合仿真验证策略

近年来提出了基于相量测量单元（PMU）数据的混合动态仿真方法,但如何将PMU信号注入存在不同的方法。文中深入研究混合动态仿真的本质,应用诺顿定理等值简化,提出了一种基于广域测量的变阻抗的电力系统混合仿真方法。并以某大区电网为例,验证了变阻抗方法的正确性,为电力系统动态混合仿真提供了一种简便的等值方法。     

用PMU量测设置V-θ节点的混合动态仿真验证策略

利用相量测量单元(PMU)量测数据,通过混合动态仿真校核并改进能量管理系统(EMS)中动态安全分析模型的正确性,是电网控制中心基于PMU的高级应用的重要内容。文中提出一种用PMU量测设置V-θ节点的混合动态仿真验证策略,将PMU实测的V值和θ值不经任何转换直接作为边界节点的给定量,使注入量测信号更直接、更精确。V和θ更能反映系统的动态变化,因此,应用该方法可以更灵敏地发现模型参数误差。以4机双区域系统和某省级电网为例,验证了该方法的有效性,用该方法开发的程序已作为校核工具嵌入电网动态安全稳定预警系统。     

基于PMU数据的混合动态仿真方法比较

随着广域测量系统(WAMS)技术的快速发展和广泛应用,它为电力系统建模和仿真分析提供了更加精确的实测动态数据。借助同步相量测量单元(PMU)测得的动态电压、电流和功率数据作为时变注入量,进行混合动态仿真可以实现互联电网的电气解耦仿真,并准确地计及外部网络或模型的动态特性和影响。介绍了基于注入时变电压、时变电流和时变功率的3种混合动态仿真方法的基本原理和计算流程,然后分析了这3种不同时变量测注入混合仿真方法的仿真误差产生原因。最后,通过四机双区域系统仿真分析比较了这3种方法的可行性和有效性。     

基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法

根据来自监视控制与数据采集(supervisory control and data acquisition，SCADA)系统和相量测量单元(phasor measurement unit，PMU)的数据特点，提出了一种基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法，该方法充分利用了各节点间电压变化的相互联系，通过SCADA系统提供的初始值和安装PMU的节点的电压量测可简单地获得其他未安装PMU节点的电压相量。该方法有效地解决了在PMU配置不足的情况下如何观测电网状态以及如何在动态过程下实时观测电网。最后，通过对新英格兰10机39节点系统的多种故障进行仿真，验证了该方法的有效性和准确性。     

发电机模型及参数动态仿真准确度的评估

动态仿真元件模型及参数不准确会导致仿真结果出现很大的偏差。基于PSD-BPA仿真软件,提出一种发电机模型及参数动态仿真准确度评估的方法。采用时变负荷等值方法,将PMU量测功率信号直接注入发电机边界节点进行混合动态仿真,使注入量测信号更准确。以边界母线电压和频率作为考核量评估发电机模型及参数的仿真准确度,该方法可以更灵敏地发现模型参数误差;根据实测有功、无功变化情况设置扰动深度,综合了多场景扰动数据进行发电机模型及参数仿真准确度的评估。算例结果表明了所提评估方法的有效性。     

基于冲击负荷注入的电力系统混合动态仿真方法

混合动态仿真是实现电力系统动态仿真验证的重要方法。提出的混合动态仿真方法将包含恒定功率与冲击功率的实测数据直接注入仿真子系统,实现子系统间解耦。该方法避免了对外部系统动态等值可能引入的仿真误差,依托商用软件PSASP提供的负荷模型及固有的冲击扰动模块,简单易实现,避免了采用用户程序接口/自定义接口（UPI/UD）语言编写接口程序,实用性较强。以IEEE 10机39节点测试系统和某省级电网算例,验证了该方法的有效性。     

基于奇异值分解的PMU数据恢复法

同步相量量测单元(phasor measurement units,PMUs)因其同步性、快速性和准确性成为电网动态实时监测最有效的手段之一,并得到迅速发展。但由于通信堵塞、硬件故障、传输延迟等因素,现场PMU通常存在不同程度的数据丢失问题,严重制约其在电力系统中的应用与发展,甚至威胁电网安全。该文通过分析现场PMU量测信息,归纳了3种数据丢失类型;提出基于奇异值分解的动态数据成分分析方法,并采用盖氏圆法确定其最优特征成分数,可有效提取原始信号中各特征分量。进一步,提出基于训练、验证与丢失数据分类的数据恢复迭代计算方法,实现系统动态条件下仅利用单通道PMU量测信息的高精度数据恢复。通过仿真与实测数据验证该方法的可行性和准确性。该方法解决传统方法对系统动态信号丢失数据恢复失真的问题,为PMU量测信息更好的应用于电力系统的各个方面提供保证。     

基于移相变压器的PSS/混合仿真

针对电力系统动态仿真中某些模型和参数不准确问题,提出用移相变压器模型注入实测数据来等效某部分电网,即将实测与仿真结合起来,以大型仿真软件PSS/E自带的IPLAN为二次开发平台,进行电力系统混合仿真.以6机23节点系统为算例,首先对全网动态仿真以获取实测数据,然后实施混合仿真,结果表明该方法正确可行.     

基于动态时间弯曲距离的电压暂降源辨识方法

为了实现对各类型电压暂降源的准确辨识,从波形相似性检测的角度提出了一种基于动态时间弯曲距离的电压暂降源辨识方法。通过仿真模型分析了基本电压暂降和经不同类型变压器传播后各类暂降的波性特征,构建了电压暂降类型与暂降原因及变压器类型的映射关系。利用9种电压暂降波形数据构建匹配库,采用动态时间弯曲距离法将实测的电压暂降波形数据与匹配库波形数据进行匹配分析,实现电压暂降源的辨识。仿真分析的结果表明,该方法能够对电网中出现的各种类型电压暂降进行辨识,具有较高的准确性和有效性,满足工程应用的需求。     

基于电网扰动PMU数据的同步发电机参数辨识方法

同步发电机参数的准确性关系到电力系统分析计算的正确与否。首先利用电网扰动下PMU的实测数据,将发电机与励磁控制器及电力网络进行解耦;然后将同步发电机参数的辨识问题等效为一个动态输入输出系统的优化问题;最后利用遗传算法对发电机参数进行辨识。基于实际电网的仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于WAMS测量和戴维南等值的电力系统动态仿真误差溯源及可信度验证方法

分块解耦动态仿真利用已知的量测数据将系统分块解耦,是电力系统动态仿真误差溯源和仿真验证的重要手段。提出的基于WAMS量测和戴维南等值的电力系统分块解耦动态仿真验证方法,直接利用WAMS数据将复杂的外部系统等值为简单的戴维南等值系统从而实现动态仿真的解耦,减小了动态仿真误差的溯源范围,在此基础上给出了分块解耦动态仿真验证的策略;研究了戴维南等值方法与变阻抗法之间的关系,指出变阻抗法是戴维南等值方法的一种特例。以动模实验室模拟2机无穷大系统为例,验证了戴维南等值方法的有效性,可以将其应用于实际大规模电力系统动态仿真误差溯源和验证中。     

PMU幅值调制误差产生机理分析

随着WAMS应用范围扩大,PMU (同步相量测量装置)的性能,尤其是动态性能,成为关注的重点。以LabVIEW为仿真工具,先分析动态测试中PMU运用FFT (快速傅里叶变换)所引入幅值调制误差的原理,然后进行定量分析,最后用实测数据验证理论分析的正确性。     

基于广域测量系统的电力系统动态仿真验证策略

对后验仿真准确度的研究是电力系统仿真可信度研究的重要组成部分，但当仿真与实测有差异时，如何进行仿真验证工作成为一个难题。根据广域测量系统（WAMS）能够提供独立于模型和参数的动态过程同步数据的特点，提出了基于WAMS的电力系统分层分块的动态仿真验证策略。分层策略利用电网由不同电压等级所组成的特点将电网分层，在不同层次上进行仿真验证；分块策略则是利用电网结构按照元件和区域的思想将系统进行解耦来实现仿真验证。通过上述策略，将WAMS量测值作为电网数值仿真的动态等值输入，实现了仿真的解耦，缩小了定位引起仿真误差元件的区间。结合电力系统仿真软件PSS／E给出了基于WAMS的分层分块仿真验证策略的工程实现途径。     

基于μPMU和二分搜索法的辐射状配电网电压暂降源定位

快速准确地定位电压暂降源,对提高供电可靠性和明确供需双方责任具有重要意义。文中提出一种基于微型同步相量测量装置(micro-phasor measurement unit,μPMU)和二分搜索法的辐射状配电网电压暂降源精确定位方法,首先利用装设μPMU的分层电路求解暂降源电流,在各分层电路分别假设暂降源电流注入各母线节点,进而计算末端母线虚拟电压变化量,并与实测的末端母线电压变化量求误差,根据误差大小确定暂降源邻近母线。然后在暂降源邻近母线相邻区段的中点设置虚拟母线,利用二分搜索法快速缩小定位区间,实现暂降源的精确定位。最后在MATLAB中利用IEEE 33节点模型对文中方法进行验证,结果表明该方法对辐射状配电网中不同位置、不同类型的电压暂降源定位精度高,且具有一定的抗干扰能力。     

考虑数据时延的电力系统两阶段动态状态估计方法

由于电力系统中SCADA数据和PMU数据采样频率不同,使得这两种数据存在时延。首先提出基于变点重复检测的PMU最佳缓冲长度计算方法,将SCADA数据和PMU数据统一到同一时间尺度下,然后将无迹变换与指数权函数抗差估计算法相结合,针对历史多数据断面进一步提出了两阶段无迹卡尔曼滤波鲁棒动态状态估计方法。该方法在每一断面内,首先用无迹变换和两参数指数平滑预测后的预测值与SCADA数据结合进行第一阶段滤波,然后再将滤波所得估计值与PMU数据结合进行第二阶段滤波。通过两阶段滤波,能够显著增大滤波过程中的量测冗余度,并且有效降低在混合数据滤波过程中量测精度较低的SCADA量测对精度较高的PMU量测的影响。基于IEEE-39节点标准系统对本文所提方法进行仿真,仿真结果表明,本文所提方法能够有效结合PMU数据和SCADA数据对电力系统进行动态状态估计计算,且估计精度高,鲁棒性好。     

基于实测PMU数据的风电综合负荷参数辨识

根据配网侧负荷特点,构建含风力发电机的综合负荷数学模型。以实测PMU数据为基础,利用总体测辨法进行模型参数辨识。将负荷节点输入电压和负荷模型参数代入数学模型,通过改进Euler法求解模型的状态方程,得出负荷节点电流,将其与实测电流误差加权最小作为目标函数,采用遗传算法辨识出负荷模型的参数。以华北电网某线路实测PMU数据为依据,辨识出考虑风电综合负荷的模型参数。辨识结果体现了负荷中以双馈异步发电机为主体的特征,与负荷特点相吻合,由此说明了辨识方法的有效性与辨识结果的合理性。     

基于PMU实测数据的同步发电机参数在线辨识方法

由于试验条件与发电机运行的实际工况有较大差异,常规的电机试验难以得到与饱和、涡流等密切相关的发电机动态参数的准确值,满足不了离线和在线安全分析及控制的要求。将PMU上传的定子电压和励磁电压量测作为输入信号、定子电流和励磁电流作为输出信号,基于PMU实测数据和同步发电机派克模型,考虑定子绕组暂态过程,实现了同步发电机原始参数的辨识。电力系统实际算例表明,与设计参数相比,基于该参数辨识结果的仿真曲线与实测发电机动态曲线的拟合程度明显要高,所提方法能够有效提高同步发电机的参数辨识精度。     

三相不平衡下交直流配电网状态估计

基于电压源型换流器(VSC)的柔性直流技术被越来越多地运用到配电网中,需要对含VSC的三相不平衡交直流配电网进行准确的状态估计,而配置相量测量单元(PMU)的测量数据是实现配电网准确状态估计的有效手段。首先,提出了考虑配电网三相不平衡特性的交直流配电网状态估计模型,采用加权最小绝对值法进行状态估计;其次,进行PMU测量数据的线性描述,给出了PMU及数据采集与监控(SCADA)系统的混合测量方程,并将多种交直流设备在测量方程中统一描述;最后,在三相不平衡的IEEE 33节点交直流配电网算例上,验证了所提方法的有效性和实用性。