基于WAMS的电网稳定控制中的时滞问题及一种控制策略

基于广域测量系统(WAMS)的大电网稳定控制是目前学术和工程界的研究热点。在WAMS环境中,一个不容忽视的问题就是PMU信号传输和处理过程中时滞的影响。介绍了同步相量测量技术和以此为基础的广域测量系统的四种结构,分析了PMU信息对区域电网控制的影响,在此基础上针对PMU信息滞后的特点提出了一种闭环区间阻尼控制策略。     

一种用于广域电力系统稳定器控制工程的时钟发生器

时钟同步技术是广域测量系统(WAMS)的关键技术之一,基于WAMS的广域电力系统稳定器(PSS)控制系统一般由相量测量单元(PMU)和服务器以及控制机组成,时间同步和时延控制是广域PSS控制应用取得成功的决定性因素。探讨了广域PSS控制系统中时间同步的需求,针对PMU Server及控制端的时钟同步应用,提出了一种结合GPS授时和CPU时间戳计数器(TSC)守时的时钟发生器GPS_TSC Clock。该时钟发生器实现简单、可靠,精度高,实验证明该方法能有效提供满足广域PSS控制工程应用的实时时钟。     

基于概率分布的广域测量系统时延特性分析

通信时延是广域测量系统(WAMS)应用于广域阻尼控制所需计及的重要因素,如何描述WAMS通信时延尚缺乏有效的模型,因而提出了基于概率模型的WAMS通信时延特性建模方法。在浙江电网WAMS实际运行工况下,根据WAMS数据包特点以及通信结构,对相量测量单元(PMU)子站到WAMS主站的总体通信时延进行了测定,分析了时延数据的统计特点,结果表明:各PMU子站通信时延均值都小于100ms,多数PMU子站通信时延大于100ms的数据占比小于1%。最后基于浙江电网WAMS大量实测数据对通信时延采用概率模型进行建模,表明对于不同时段,不同PMU子站,采用莱斯分布能够有效地表征WAMS通信时延的分布特性。     

基于广域测量系统的电力系统稳定控制

近年随着电网规模扩大、区域系统互联,电力系统出现一些现有方法难以解决的稳定问题,例如,如何持久有效地抑制区间低频振荡等,而同步相量测量技术的发展及广域测量系统(WAMS)的建设为此提供了新的手段.重点结合实际系统应用说明了当前世界上WAMS发展现状及其在电力系统保护与稳定控制中的应用实例.首先,介绍了PMU及WAMS的基本原理与历史发展过程;其次,在详细说明美国与中国WAMS发展现状的基础上,概述了各主要WAMS的规模和PMU的性能水平.最后,从非连续控制及连续反馈控制2个方面介绍了WAMS在电力系统稳定控制中的实际方案.     

基于PMU的广域电网相量测量系统概述

随着电力系统的发展和对安全稳定性要求的不断提高，传统的以SCADA/EMS为代表的基于稳态的监控系统将难以满足实时性的要求，而基于相量测量装置（PMU）的电网广域测量系统（WAMS）却能很好地解决电力系统广域空间同步测量的问题。使电网控制中心能在统一的时标下，根据各个PMU的测量信息对电力系统的状态进行分析，并进行全电网的稳定控制、事故预警等。为此，对WAMS的组成结构、发展状况和应用前景等进行了较为详细的概述。     

关于广域测量系统及广域控制保护系统的评述

评述广域测量系统及广域控制保护系统的构成、关键技术及应用领域,提出广域测量预警控制系统的概念.分别讨论了基于纯相量测量单元(PMU)数据的应用功能,以及结合PMU数据与模型仿真结果的应用功能.在此基础上指出广域测量预警控制系统理论和应用的瓶颈及可能的解决途径.     

基于广域测量系统的地区电网稳定性研究

在介绍了广域测量系统(WAMS)基本概念和架构的基础上,将广域测量技术与地区电网稳定相联系,提出了基于WAMS的地区电网稳定性研究方法,并分别采用深度优先算法、模拟退火算法、最小生成树算法及N-1安全递归算法对地区电网PMU的优化配置问题进行讨论。此外,分析了WAMS在地区电网稳定性研究中的相关应用,如系统动态监测、状态估计及稳定预测控制、系统模型验证及参数校正、系统广域保护与故障定位、故障录波等,并对WAMS在地区电网中的应用做出了展望。     

相量测量装置 (PMU) 动态测量精度在线检验

广域测量系统(WAMS)的高级应用功能高度依赖于相量测量装置(PMU)的动态数据质量.迄今为止,各厂家的PMu产品只是在实验室内进行过离线检验,而在实际运行环境中的精度并没有严格地经过检验.因为许多现场环境中的实际信号难以在实验室中复现,因此有必要在WAMS主站开发相量测量算法,对PMU自身记录的采样教据(暂态录波数据)进行分析计算,计算结果应与同时段该PMU上传的动态数据进行比较,从而判断PMU动态数据质量的好坏.最后以华北电网广域测量系统的实测数据为例,论证了PMU动态性能在线监测的必要性与可行性.     

基于广域测量系统的状态估计研究综述

广域测量系统（WAMS）的逐步发展给电力系统在线分析方法提供了一个新思路。针对WAMS测量精度高、具有同步相量测量功能以及数据传输快等特点，分别从引入高精度节点电压相量量测的状态估计算法、引入高精度支路电流相量量测的算法、引入全部WAMS量测的算法以及其他与WAMS状态估计相关的问题等4个方面，介绍了目前引入WAMS量测的各种状态估计算法；并详细分析了各种算法的优缺点和适用范围，从工程应用出发研究其可行性，对部分算法给出了改进措施。讨论了WAMS的不良数据检测与辨识问题、相量测量装置（PMU）的最优配置问题以及基于PMU的动态状态估计和谐波状态估计等与WAMS状态估计相关的其他问题。     

相量测量装置实时数据的三段式变频传输方法

为了有效降低广域测量系统(WAMS)主站与相量测量装置(PMU)子站之间实时数据的传输频率,同时又不影响WAMS基于PMU实时数据的各类高级应用,提出了一种实现PMU实时数据"三段式变频传输"方法。对PMU数据的应用现状和应用场景进行了分析总结,在此基础上提出了PMU实时数据的"三段式变频传输"方法,将PMU实时数据分为A,B,C三段,在电网正常运行时,PMU子站以较低传输频率传输PMU实时数据,当PMU子站在检测到电网发生扰动时,PMU子站立即以较高传输频率先传输缓冲区内的A段数据,然后再继续以较高传输频率传输扰动过程中的B段实时数据,直至扰动消失后,再将传输频率降低,传输C段实时数据。通过对现行的PMU通信规约进行扩展,实现了与现有通信规约兼容的PMU实时数据"三段式变频传输"方法。最后,通过仿真验证了该方法的可行性及效果。     

同步相量测量装置的测试与评估

近年来,中国大部分区域电网建立了广域监测系统(WAMS),可以满足多方共享同步相量测量单元(PMU)数据的需求,PMU装置的测试与评估已成为亟待解决的难题.建立了PMU装置测试与评估综合系统,包括:测试平台、测试方法和评价体系;提出专门的静态和动态性能测试方法和测试程序;介绍PMU环境适应性测试平台、电磁兼容性能测试平台和性能测试平台;并详细地描述PMU评价方法,给出基于该测试平台的测试实例.     

基于广域测量系统的暂态失稳判别方法适应性研究

分析了在广泛应用相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）和广域测量系统（wide area measurement system,WAMS）的情况下,电力系统的受扰轨迹规律,研究了基于WAMS的暂态稳定判别技术,分析了状态量门槛值判别方法、基于相平面轨迹凹凸性判别方法、基于单机能量函数判别方法及基于实测轨迹的扩展等面积准则（extended equal area criteria,EEAC）判别方法等的原理及特点。以2012年南方电网丰大计算数据为基础,以实际系统为研究平台,通过仿真分析验证,从准确性、快速性及对测量的要求等方面,对比分析了暂态失稳判据的优缺点及适用性,为工程化应用提供了重要参考。     

东北电网广域动态测量系统

随着我国电网互联规模的不断扩大,负荷模型对系统仿真计算结果的影响已不容忽视。为了在仿真计算中选择合适的负荷模型,东北电网按照准确、可靠、安全、实用的原则,结合相量测量技术和通信、计算机技术的最新发展情况,组建了广域动态测量系统,采用分析中心站、子站体系结构捕捉电力系统在扰动情况下的动态过程及行为特征。该系统在东北网调配置了功能强大的分析中心站,选用了3个不同厂家的PMU装置,已覆盖12个主要厂站。该系统经受了长时间的多种考验,记录了实际电网大量动态过程,不但为仿真计算研究准备了校核数据,而且为电网安全稳定运行提供了全新的动态监测手段。     

广域测量系统中刀片式构架相量数据集中器的设计与实现

基于同步相量测量技术的广域测量系统(WAMS)为电力系统各领域的研究和开发提供了全新的数据支持平台。相量数据集中器(PDC)是WAMS中连接同步相量测量单元(PMU)和测量主站的关键环节,目前多数解决方案是采用工控机来实现。实际情况表明,基于工控机的PDC在可靠性和可扩展性方面存在明显不足。采用刀片式构架理念设计的新型PDC极大地提高了其在可靠性和可扩展性方面的表现,特别是对基于IEC 61850标准过程层总线的智能变电站有很好的适应性,实际运行验证了所提出的解决方案有效、实用。     

内蒙古电力广域测量系统的结构及功能分析

介绍了蒙西电网广域测量系统(以下简称WAMS)的发展概况及WAMS主站、子站的结构和功能。WAMS采用同步相量测量技术,通过逐步布局全网关键测点的同步相量测量单元(以下简称PMU),实现对全网同步相量及电网主要数据的实时高速率采集,其中WAMS主站由前置通信子系统、实时库子系统、历史库子系统、实时显示界面子系统、历史数据界面子系统、高级应用子系统等9个子系统构成,WAMS的应用,可实现对全网的动态过程监测,为控制中心主站实现全网的在线动态安全稳定分析提供足够的数据来源。     

基于同步相量测量技术的广域测量系统的应用现状及发展前景

同步相量测量技术可对广域分布电力系统的电气量进行实时测量,为大型电力系统的安全分析和稳定控制提供了新的契机.卫星授时、电力通信网络和数字信号处理技术的快速发展为同步相量测量技术的应用提供了必要的基础.文章介绍了以同步相量测量技术为基础的广域测量系统(WAMS)的发展概况,在体系结构、相量测量单元(PMU)分布、通信通道的选择、中心站功能设计等方面进行了分析.在回顾目前国内外WAMS工程应用情况的基础上,集中介绍了WAMS现有的在线监测、分析与控制功能,并展望了WAMS在未来电力系统闭环控制中的应用前景.     

基于线性矩阵不等式理论的广域电力系统状态反馈控制器设计

应用基于同步相量测量单元的广域测量系统进行广域控制时,反馈信号的传输时延是不能忽略的。作者根据实际电力系统的特点构造了部分状态含时延的状态反馈控制器,应用线性矩阵不等式理论提出了时滞依赖的稳定性条件,根据该条件不仅能得到保证系统稳定的控制器,而且可以得到保证系统稳定的最大允许时间延迟。最后以4机系统为例,用时域仿真的结果说明所得控制器的性能及该方法的有效性。     

广域安全防御环境下变电站自动化在线闭锁机制研究

分析了广域安全防御环境下对变电站自动化闭锁逻辑的应用需求,提出了包含间隔层、变电站层和广域保护层的变电站自动化多层逻辑互锁机制,并提出利用广域测量系统（WAMS）中的相量测量单元（PMU）来采集电网实时动态信息的方法,设计了广域保护层在线安全约束检查机制,介绍了该机制的具体实现技术和方法,并给出了一个应用实例。