基于网络控制系统的电力系统广域闭环控制

为实现基于广域测量系统的实时广域闭环控制,将网络控制系统用于电力系统广域闭环控制中,针对通信网络的影响,引入同步授时以实现同步控制及闭环时延补偿。根据实际情况提出了应用于贵州电网的基于网络控制系统的广域闭环控制架构,介绍了该架构的设备选型及功能,以及控制下行通道的通信协议,最后搭建了贵州电网RTDS等值模型,对控制系统进行了硬件闭环测试。算例分析表明该架构能正确计算控制规律,可有效实现广域网络闭环控制。     

广域型保护控制设备分布式协同测试技术研究与应用

安全稳定控制系统、广域保护等区域电网保护控制系统是保障电网稳定运行的重要手段。由于传统测试方法难以于装设现场实现广域型保护控制设备动态性能测试,因此,提出了基于实时仿真的分布式协同测试方法。通过融合全数字实时仿真装置(ADPSS)、电力调度数据网、基于GPS/BDS的卫星对时系统以及规约转换等多种技术,研究分布式协同测试主站、数据接口装置以及测试终端等关键部件,深入分析了协同测试的工程应用流程。以新疆某地区电网外送功率断面安全稳定控制系统为例,完成现场远程联调测试,验证异地多台保护控制装置运行的动态性能。     

广域保护系统功能与可行结构分析

广域保护系统通过收集和分析电力系统广域信息、评估系统的状态,可以实施针对多种系统扰动的多重系统保护,比传统特殊保护系统更加灵敏有效.但是广域保护概念的滥用阻碍了该技术的推广和发展,本文探讨了广域保护的定义,将其限定于针对系统广域扰动的保护和控制而把对电力设备的保护排除在外,以突出广域保护在系统保护领域的优势.文中对比了分散式和现有的集中式的广域保护系统结构,认为前者可以获得较高的可靠性但是不能做到全局最优控制,后者利于实现全局最优控制,但是对控制中心设备性能要求很高.因此,本文提出一种改进型的集中式结构--三层式广域保护系统,并讨论了在广域测量系统基础上实现三层式广域保护系统的可行性.     

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.     

基于开关控制的电力系统广域阻尼控制器

研究了广域阻尼控制器以改善互联电力系统的阻尼和动态稳定性,提出了发电机励磁系统的广域控制算法。该算法用开关控制实现来自远方发电机的转速反馈控制,且考虑了通信时滞。该算法能减小通信时滞的不利影响。励磁系统的广域阻尼控制器以该算法为基础且包含超前-滞后网络。通过4机2区域系统的三相短路故障的数字仿真,测试了该广域阻尼控制器的性能。仿真结果表明,该广域阻尼控制器能改善互联电力系统的动态稳定性。     

多层次的广域保护控制体系架构研究与实践

从功能配置、系统结构、内部数据的交互方式、与外部系统的协同模式、通信组网方案等多个角度进行研究,提出了包含站域层、区域电网层、广域电网层的多层次广域保护控制体系架构。针对不同层级电网关注的问题,提出了不同层级电网的保护控制功能配置方案。按照数据分类、分层处理的原则,给出了广域保护控制系统内各设备之间的数据交互方式,提出了广域保护控制系统与调度监控系统之间的交互模式。结合广域保护控制系统结构,给出了包括区域保护控制通信网络、广域保护控制通信网络的两层组网方案。所述广域保护控制体系架构中的区域保护控制系统已经在实际电网中实现了工程应用,相关技术的可行性与合理性得到了实践验证,为后续的广域保护控制技术研究与应用提供借鉴。     

通信系统中断对电网广域保护控制系统的影响

电网广域保护控制系统能有效地利用广域信息以应对由自然灾害等原因引发的电网设备故障造成的威胁,但其对通信系统的依赖较强。文中以电网广域监测分析保护控制(WARMAP)系统为例,提出了研究通信系统中断故障对电网广域保护控制系统影响的方法。根据电网广域保护控制系统的结构,定性分析通信中断对其的影响;基于风险量化指标提出辨识电网广域保护控制系统关键链路的方法,并进一步提出广域保护控制系统的电力—通信组合预想故障的生成方法。最后以某省级电网的广域安全稳定实时预警及协调防御系统为例,验证了上述方法的有效性,并就电力通信系统如何配置提出了若干建议。     

广域保护(稳控)技术的现状及展望

在电网保护控制中,稳控系统是基本定位于常规保护及数据采集和监测控制系统/能量管理系统(SCADA/EMS)之间的系统保护控制手段,是互联大电网不可少的保护措施.1965年北美大停电后,开始了这类系统装置的开发应用,到80年代已积累了不少的实际运行经验.各大电网的规划、运行、调度均对这类系统的功能及运行提出了明确的要求.随着计算机技术及通信技术的发展,新一代的稳控技术正在形成,这就是基于广域测量系统及在线动态安全分析的广域保护.广域测量系统已经在北美运行5年以上,而基于广域测量系统的稳定控制及其它应用也逐渐在实际电网中有一些试运行的成果.     

广域动态信息条件下电网安全紧急控制的研究

在分析多次国际大停电事故原因的基础上,指出切除故障元件的主保护系统并不需要广域信息：而使用广域动态信息协调保障全网安全运行的自动装置和稳定性控制系统的动作。其控制的正确性和有效性将会得到提高。提出了在系统动态过程中网络操作切换对电力系统安全稳定性影响的一般模型．并以重合闸操作序列为例,给出了利用广域动态信息保障网络结构强壮性及系统稳定性的最佳操作序列和最佳操作时间的捕捉方法。提出了一种不再依赖于数值计算而是根据实测的广域发电机轨迹信息预测系统暂态不稳定的原理和算法。在广域动态信息条件下,使互联电网的安全稳定紧急控制系统的快速、有效控制的实际应用成为可能。     

广域保护研究现状及展望

分析了广域保护与传统继电保护的区别,指出广域保护能实现故障快速、可靠和精确切除,并能对系统进行实时在线安全分析;结合国内外该领域的发展情况,系统介绍了广域稳控系统和基于相角测量的保护的现状和相关实例;对广域保护的应用前景进行了展望,指出广域保护是未来系统保护的发展方向.     

基于响应轨迹最大李雅普诺夫指数动态特征的暂态稳定在线监测

基于非线性动态系统最大李雅普诺夫指数(LLE)稳定性判别理论,研究无需系统模型的电力系统暂态功角稳定性在线监测方法。提出一种改进LLE估算法,并利用该方法分析发电机相对功角响应轨迹LLE的典型动态特征及关键特性,在此基础上提出基于响应轨迹LLE动态特征的暂态稳定性监测方法。针对实际中不完备的相量测量单元(PMU)配置问题,提出基于临界机组对的暂态稳定性在线监测方案,以节省计算成本并加快稳定性监测。IEEE 10机39节点系统仿真结果验证了所提方案的有效性。     

基于在线自组织同步MAS的电网广域保护系统

介绍了电网广域保护的定义、作用、构建模式、体系结构和关键技术,提出了一种电网广域保护新方案。所提广域保护系统基于在线自组织同步MAS,其中的所有智能体(Agent)由广域精确同步脉冲驱动实现时间同步,提高了广域保护系统的实时性;依据功能需求和预定规则在线自组织成多个基于MAS的子系统,以灵活实现不同层次和不同功能的广域保护子系统;具备实现广域后备保护及协调主保护、安稳措施的能力。详细描述了所提技术方案,并讨论了与常规保护和稳定控制装置的配合问题。     

基于在线辨识的电力系统广域阻尼控制

提出了利用多路广域测量信号作为反馈量的新型电力系统广域阻尼控制(WADC)方法。首先,推导了基于改进Prony算法的动态降阶等值系统参数的辨识方法;利用该辨识方法对受控系统进行辨识,在辨识结果的基础上运用线性二次型方法设计WADC的参数。广域闭环控制必须考虑通信延迟的影响,文中利用线性矩阵不等式方法讨论了控制参数在时滞下的稳定性问题。MATLAB数值仿真验证了辨识方法的准确性。WADC的控制效果在36节点的多机系统中得到了仿真验证。结果证明,应用广域信号作为反馈的WADC可以更有效地阻尼区间低频振荡,同时提高了联络线的传送容量极限。     

电力系统频率动态仿真结果准确度因素分析

针对电力系统现阶段存在无法利用原始系统的模型参数复现事故曲线这一问题,指出了系统频率动态仿真准确度的影响因素,如实际系统事故数据采集与预处理方法、系统模型搭建及参数辨识.分析了它们对频率动态过程的影响机理.概述了现阶段用于解决以上问题的手段.     

一种新型的电力系统广域网后备保护

随着电网的大范围互联,现有的继电保护理论及技术有待于进一步提高。提出了一种新型的广域网后备保护系统设计方案,该方案从整个电网的角度对电力系统的故障进行分析,有效地解决了级联跳闸等技术难题,增强了电力系统安全运行的可靠性。给出了广域网后备保护系统使用的硬件平台,并详细论述了软件设计的总体结构。     

智能电网调度控制系统图形广域维护与浏览技术

随着电网互联和特高压交直流混合跨区输电的快速发展,电网运行特征发生了深刻变化,对大电网运行监控画面也提出了新要求。文中针对现有智能电网调度控制系统画面浏览方式无法满足在同一幅画面中集中监视跨调度机构的特高压联络线的问题,提出一种电网图形广域维护和浏览方式。该方式通过引入设备模型广域检索、广域文件统一管理和推送、画面广域模型的定义和维护、实时画面广域浏览等技术,实现特高压互联电网关键设备的一体化监视。该技术已在调控中心试点应用,满足送受端国调分中心、省调对特高压跨区交直流设备运行状态和运行风险提示的实时监控需求。     

基于电力调度数据网的广域数据采集方案

在智能电网中,各级电网调控系统间业务相互协作、数据互联互通的需求与日俱增,而当前多调控系统间采用规约通信的数据转发技术存在时延长、维护复杂等弊端,迫切需要一种更高效、便捷的广域实时数据传输方式。基于现状,分析了现有数据采集模式的局限性,提出一种基于电力调度数据网的广域数据采集方案。讨论了广域数据采集框架及网络构成,深入研究了广域环境下的数据订阅机制、数据发布技术和数据采集代理方法。经过实验验证,广域数据采集能够增强各级电网调控系统之间的联系,提供更高效的广域数据交互手段,提高数据传输效率和系统易用性。     

对构建山东500kV电网广域保护系统的探讨

分析了当今电力系统广域保护的研究现状,并结合山东500kV主网的实际情况,简要分析了为其构建广域保护(稳控系统)的可行性,并由实际运行的初步框架提出搭建广域保护系统的一种方案。     

计及反馈信号多时滞特性的广域阻尼控制

广域测量系统是由多种通信媒质组成的复杂网络系统。由于不同通信媒质和装置的通信延迟时间各异且具有随机性,闭环电力系统在数学上是一个典型的非线性、多时滞且变时滞的动力系统。文中首先将非线性多时滞的系统模型线性化为线性多时滞的模型,然后分析了线性多时滞系统的稳定时滞域的拓扑性质,最后根据其拓扑性质设计了对时滞的异步变化不敏感的广域阻尼控制器。时域仿真结果表明:对于2区4机系统,当区内通信和区间通信分别具有不同时滞及其随机性的情况下,所设计的控制器仍能有效阻尼区间联络线上的低频振荡。     

新型广域后备保护方案的研究

对一种新型广域后备保护方案进行研究。该保护利用现代通信网络和时间同步技术,通过对广域范围内的故障电流及开关位置信息的采集和综合分析,判断故障区域和开关动作情况,利用实时网络拓扑图和跳闸函数实现最优后备保护跳闸方案。它不存在传统后备保护中动作时限和动作区域相互配合的问题,能大大缩短保护的整体动作时间,优化后备保护的整体功能。应用实例证明了该保护所具有的优点。