基于随机矩阵理论的故障时刻确定和故障区域定位方法

针对目前基于广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)数据的故障诊断方法容易受到WAMS不良数据干扰的问题,该文将随机矩阵理论应用于WAMS量测数据的信息提取上,分别提出了基于平均谱半径(mean spectral radius,MSR)指标的故障时刻确定方法和基于相量测量单元(phasor measurement units,PMU)数据相关性分析的故障区域定位方法,通过PMU数据的随机矩阵模型的建立和平均谱半径指标及PMU数据相关性的计算,实现了基于MSR指标的故障时刻确定和基于PMU数据相关性分析的故障区域定位,且对不良数据具有非常好的鲁棒性。分别以10机39节点算例和某实际区域电力系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和准确性。     

同步相量测量装置运行维护管理分析

同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)是广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)的核心设备,为电网运行提供动态数据和故障信息,因此PMU数据的准确性、可靠性尤为重要。本文从PMU基础数据的可靠性和准确性角度,探讨了主站对PMU的运行管理体系和考核评价体系,实现动态数据的精细化管理。     

基于WAMS的交直流并联输电系统模型辨识算法

在线辨识交直流并联输电系统模型是进行HVDC广域阻尼控制的前提。该文提出一种利用有限长广域测量数据在线辨识交直流并联输电系统模型的方法。假设系统为单输入、多输出模型,推导了交直流并联输电系统模型辨识理论,并以此为基础,用AR过程理论推导了Prony信号模型参数辨识的算法及计算过程时间消耗的计算公式;采用同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的GPS时钟准确计算了数据传输延时;在基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的调度自动化系统中,将计算事务分布实现,进一步提高了系统模型辨识速度。以南方电网中的贵广交直流并联输电系统为算例,证明了该算法的有效性与可靠性。     

基于广域测量系统的在线电压稳定预测指标的应用

基于相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)为在线电压稳定估计提供了新的思路和方法。采用π型支路模型,利用同步测量数据推导了可用于高压电网的支路在线电压稳定指标,从物理意义层面将该指标解释为虚拟有功裕度指标IVAM,并提出了一种改进的考虑某一断面IVAM变化趋势的实时电压稳定预测指标。IEEE14节点算例和某省实际电网算例验证了该指标的准确性。改进的电压稳定预测指标算法结构简单、准确度高,便于实现在线应用。     

基于PMU硬软件概率模型的WAMS可靠性评估

基于同步相量测量单元(PMU)的广域测量系统(WAMS)是一种综合了同步PMU和通信技术的广域网络.文中分析了WAMS的网络结构和PMU的结构原理,根据WAMS的功能特点建立了PMU的硬软件失效概率模型和考虑节点可靠性的WAMS可靠性模型.利用WAMS连通可靠性的评估方法,在考虑PMU节点可靠性的情况下,用节点遍历法和不交化法计算出源宿点的最小路集,然后用频率时间法计算出整个网络连通可靠性、平均故障间隔时间等可靠性指标.以河南电网某实际WAMS网络为算例进行评估仿真,得到单个PMU的可用度和整个网络的连通可靠性,以及网络节点和链路的关键度等可靠性指标,为确定WAMS的薄弱环节提供依据.     

广域测量系统的延迟分析及其测试

简要介绍了电力系统中基于全球定位系统／相量测量单元的广域测量／监视系统(WAMS)的体系结构,分析了延迟产生的机制并指出了影响实时性的主要因素,提出广域测量系统的延迟评估模型;根据评估模型建立了基于TCP／IP协议广域网络下的WAMS通信延迟测试方法;通过实测获得了基于国家电力数据网(SPDNet)的WAMS的通信延迟特性。根据该延迟评估模型和测试体系,能够有效、合理地进行WAMS的相量测量单元优化选点和通信布局的权衡,并进一步为广域实时动态监测和控制奠定基础。     

广域测量系统数据在线无损压缩算法

广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)中,相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)上传数据频率为100Hz,存储占用空间和写入速度对系统要求很高。旋转门(swing door trending,SDT)压缩算法在保留原始数据足够精度的条件下,压缩效率低,Huffman编码压缩计算时间长,难以适应WAMS实时数据的采样速度。文中给出了一种WAMS实时数据在线压缩算法：对原始数据做初等变换,只保存过程数据的增量,浮点(float)型数据分解为单字节存取,用改进的LZW(Lemple-Ziv-Welch)算法实现WAMS过程数据的在线无损压缩。6 000个连续实时数据压缩计算时间为16 ms,压缩比小于30%,可以满足电力系统分析计算对过程数据的要求。工程实践表明,该算法有效可靠,可满足WAMS实时数据的存储要求。     

基于WAMS及机组对的电网暂态稳定态势在线量化评估方法

为满足电网实时监控对算法速度和精度的要求,提出了一种基于广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)及机组对的电网暂态稳定态势在线量化评估方法。该方法采用简化的发电机等效模型,根据相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)量测信息在线跟踪辨识其参数。通过识别受扰相对最严重的机组对,进而可计算该机组对等效的相互作用机械和电磁有功功率,以此为基础提出了一种可直接反映轨迹暂态稳定裕度的量化指标。文中还给出了对WAMS采集轨迹信息的曲线拟合方法和能量型指标,以便快速预估未来暂态稳定性。并以单机无穷大系统为例,验证了可利用发电机端口外PMU有效测量信息间接评估电网整体暂态稳定态势的可行性。最后,面向实际工程给出了暂态稳定态势在线量化评估实施方案。理论分析与仿真测试结果表明了所提方法的有效性及工程可操作性。     

多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法

提出了针对多边界电压薄弱区域的电压稳定在线监测方法。首先,基于边界节点利用辐射状等值独立REI(radial equivalent independent)法将电压薄弱区域等效为单个虚拟节点;其次,利用卡尔曼滤波连续实时计算电压薄弱区域外部系统的戴维南等值参数;最后,提出电压薄弱区域的电压稳定裕度指标。该指标可实时在线评估电压薄弱区的电压稳定裕度。通过某省实际电网的电力系统综合分析程序PSASP(power system analysis software package)仿真数据,以及实际故障场景下的相量测量单元PMU(phasor measurement unit)测量数据,计算该区域的电压稳定裕度,结果验证了此方法的可行性和有效性。     

数字滤波器对PMU动态行为的影响

相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的广泛应用,为实现智能电网的动态安全监控提供了数据基础,其动态行为是系统安全控制的关键。然而经分析,在系统动态情况下,一方面,传统的离散傅里叶变换(discrete Fouriertransform,DFT)算法会因频谱泄漏产生误差,引起振荡分析错误;另一方面,在广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)中,子站PMU将相量上传主站时,有可能发生频率混叠,影响基于PMU的各种应用。数字滤波器的应用可以解决上述2个问题。首先阐述含有数字滤波器的PMU系统框架;其次分析动态下相量计算及相量上传中的问题,并论证数字滤波器解决上述问题的可行性,指出数字滤波器的必要性;然后揭示数字滤波器选取对不同应用的影响;最后给出仿真算例。     

Evaluating multiple reliability indices of regional networks in wide area measurement system

The paper presents a hierarchical structure of Wide Area Measurement System (WAMS) that can satisfy requirements of reliable real-time data transfer. The methods of calculating multiple reliability indices of WAMS regional networks in the protection and recovery survival mechanisms are developed and an equivalent two-state model of a WAMS regional network is presented. The numerical results of an example indicate that the meshed WAMS regional network can provide a very high reliability level. The reliability of the regional network can be enhanced by selecting an appropriate location of Phasor Data Center (PDC) or by improving availability of crucial optic fiber links in the protection mechanism. In the dynamic recovery mechanism, however, these measures may not be effective and thus the key consideration should be put on how to timely restore data transfers after a communication contingency.     

考虑广域测量时滞的广义预测电网阻尼控制

针对大型电力系统模型的复杂性和时变性使得离线计算结果可靠度不高的问题,利用广域测量条件下数据实时同步高速采集的优点,将广义预测控制理论应用于电网阻尼控制系统,提出一种适用于广域测量条件的电力系统阻尼控制器设计方案,以实现系统的实时监测、滚动优化和反馈控制。该方案引入预估补偿器以克服远方反馈信号的时滞对控制性能的影响;通过在线辨识参数不断修正广义预测控制器模型和预估器参数进行优化控制,达到改善互联电网阻尼、抑制低频振荡的目的。基于EPRI 36节点系统和国内某实际电网的仿真试验结果证实了控制方法的有效性。     

基于OPNET的广域测量系统仿真与通信延时性能分析

广域测量系统对实时性要求严格,而通信延时是影响实时性的重要因素。通信延时作为广域测量系统延时的重要组成,带有不确定性,因此成为其通信性能研究的重点和难点。对广域测量系统的通信设备、通信业务和通信网络拓扑进行建模,并依此对电力系统稳态工况、故障工况和网络设备故障工况三类场景进行仿真。由此得到在不同工况下广域测量系统的通信延时大小,从而评估分析该系统的现状和瓶颈。为广域测量系统的研究分析提供了新方法,同时为其规划与建设提供了参考意见。     

广域测量系统可靠性研究框架

随着广域测量系统（WAMS）的广泛应用,其系统自身的可靠性显得尤为重要。WAMS可靠度指系统能够成功完成数据采集和数据分析的概率,它是评价WAMS性能的一个重要指标。文中以可靠性理论为指导,根据集中、分布式系统的结构特点,对WAMS的可靠性进行了深入研究。将WAMS等效为监控中心和数据采集2个子系统,基于马尔可夫模型提出监控中心可用度的评价方法;以串联、并联和 k/n判决模型为基础,建立了数据采集子系统的可靠度计算方法。最后以IEEE 14节点的WAMS为例进行验证分析。     

考虑网络保护的广域测量系统通信时延分析

电力系统动态监测与实时决策系统对广域测量数据的实时性提出了很高的要求。文中分析了相量数据集中器（PDC）同步算法的特点和广域通信网时延的机理,建立了广域测量系统（WAMS）通信时延的计算模型;研究了同步数字体系（SDH）网络故障对实时通信的影响,以二纤双向复用段保护为例建立了保护倒换时间计算模型,分析了倒换过程中数据丢...     

配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性的影响

配电自动化系统可视为一类典型的信息物理系统,其信息环节(包括主站、通信网络以及配电终端单元)是物理配电系统安全可靠供电的重要保证。考虑信息环节数据传输有误影响,旨在提出一种评估配电自动化数据传输有误对配电系统供电可靠性影响的分析方法。首先,以馈线分段联络模型为基础,构建基于供电可靠性指标以及包含故障定位、故障隔离和故障处理恢复环节细分的馈线故障模式后果分析解析模型;随后,引入信息环节数据传输有误影响,提出相应的可靠性指标修正模型,以系统停电时间和系统缺供电量为指标,评估配电自动化传输信息有误对配电系统可靠的影响。最后通过算例验证了所提模型和算法的有效性。     

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。     

适合广域测量系统的通信网探讨

给出了广域测量系统的基本概念,根据广域测量系统对通信的要求,分析了适合广域信息传送的物理媒介、组网技术及传输模式,确定出满足广域测量系统实时性和可靠性要求的通信网方案.     

基于业务重要度的电力通信路由系统可靠性分析

电力通信网络业务过度集中于某几条路径而产生了一定的传输风险,为了描述对该传输风险的分散能力,提出了应用基于重要度的电力通信业务路由分配算法(SIBTRA)路由系统可靠性,该方法不仅可以衡量业务路由选择方法的可行性,而且对业务过度集中的风险问题提供了解决的理论依据。建立了传输网络中评估各种业务的性能指标体系,通过三角模糊层次分析法计算各电力通信业务的重要度值,并运用模糊加权平均法对重要度值进行排序;通过SIBTRA方法选择合理的业务路由,再运用所求的业务重要度值,并辅助网络中各站点和链路的可靠性,求解出了电力通信网络的路由系统可靠性。另外,对计算方法进行了简化分析,以提高计算速度,降低计算复杂度。