电力系统广域测量技术对智能电网的支撑作用

从智能电网的特征、关键技术、体系结构三个方面分析智能电网对电力系统广域测量技术的依赖性,并根据广域测量技术在电力系统中的高级应用说明了其对智能电网的支撑作用,最后以华东电网和宾夕法尼亚一新泽西一马里兰互联电网（PJM）的发展实例进行分析。     

智能电网建设方案初探

智能电网(Smart Grid)是当今世界电力系统发展变革的最新动向,被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。阐述了智能电网的内涵和特点,指出了建设智能电网在信息数字化、广域测量技术、灵活交流输电技术、高压直流输电技术、数字化变电站等领域需要解决的关键技术问题。通过对智能电网与传统电网、国内外智能电网建设背景的差异分析,阐述了在当前中国构建智能电网的设想。     

面向智能电网的保护控制系统

智能电网是以智能一次设备和二次设备为基础,深度集合电力与通信技术而形成的未来电网体系结构.介绍了智能电网的发展及其技术内涵.针对智能电网保护控制系统的需求特点,指出同步测量技术为面向智能电网的保护控制系统提供了必要的技术基础,提出了基于广域信息的保护控制系统结构设计,并探讨了智能配电网保护控制面临的技术课题与研究思路.     

时空大数据环境下的大电网稳定态势量化评估与自适应防控体系构建

广域测量系统实测信息及故障集仿真结果构成了电网时空大数据,如何采用大数据技术对它们进行快速、高效地挖掘,实现大电网在线安全评估与防御是智能电网核心目标之一。从电网广域时空量测信息角度,解释了电网时空大数据的内涵,提出大电网在线稳定态势评估与自适应防御体系(stability situation assessment and adaptive defense control system,ST-SADC)的整体架构及关键技术。ST-SADC以大数据分析与处理为底层技术支撑,基于广域时空量测信息实现大电网稳定态势量化评估及主导环节的反映射虚拟建模,进而实现轨迹型自适应防御控制。针对当前技术现状,讨论了ST-SADC循环递进式研究路线。该体系可进一步提高广域时空量测信息的挖掘深度和广度,最终提升大电网轨迹型智能化预警和防控能力。     

广域相量测量技术在智能电网中的应用

近年来,我国特高压输电技术进入了一个快速发展的新阶段,特高压试验示范工程已投入运行,三华特高压同步电网将于2012年初步建成。同时,作为下一代电网技术代表的智能电网概念正在广泛讨论中。但到目前为止,还存在大量关键技术需要深入研究。国内从2003年开始大力发展广域相量测量技术,该技术在特高压大电网的动态特性监视和动态安全稳定评估等方面具有优势和发展前景,是未来智能电网的重要基础技术之一。文章回顾了国内广域相量测量技术的发展过程和现状,最后提出了发展思路和需要深入研究的领域。     

广域同步测量技术在智能电网保护与控制中的应用

以同步相量测量装置为基础构建的广域测量系统不断扩大和完善,为电力系统的观测提供了重要的数据支撑。随着智能电网建设的不断推进,对同步相量测量的实现方式及其应用提出了许多新的思路,这些思路都是来自于现实应用的需求,但总体上呈发散的状态,没有统一的原则。文中建立了时—空协调分析的原则,从系统能观和能控2个方面,对广域同步测量的物理条件和协议支撑进行了深入地分析,提出了广域同步测量技术在智能电网中的实现方式以及电网保护与控制中的应用。     

智能电网层次化广域保护系统的关键技术研究

高效、可靠的通信方法是促进广域保护通信服务和电力安全的根本,目前,现有的广域保护系统通信在实时性和可靠性方面研究仍然不足。针对这一问题,基于现有的广域保护研究,研究了智能电网层次化广域保护系统的通信网络建设问题,把智能变电站作为节点划分广域保护系统。智能电网保护控制以广域测量的实时数据作为研究对象,并仿真分析智能电网层次化保护体系的网络性能,研究工作为我国智能电网的发展提供参考和借鉴。     

基于数据源共享的广域智能保护及控制系统研究与应用

基于“分层、分区、就地控制”系统方案,构建了一种多层次的广域智能保护与控制系统。提出了基于协调世界时的时间同步方法和同步相量测量技术,实现了区域内各站间信息的精准时间同步和实时交互。提出的广域电流差动保护和综合方向保护相结合的保护方法、广域自适应备用电源自动投切技术和智能集合式站域保护,实现了区域电网多端多元件的故障智能判断、系统决策及电网的自愈控制。在贵州都匀和六盘水两个区域电网的成功应用,证明了所研发系统的实用性和可靠性。     

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。     

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。     

基于广域量测信息的电力系统暂态稳定研究综述

暂态稳定是电力系统研究的重要内容,一直以来受到人们的关注。近年来,随着基于相量测量装置的广域测量系统日趋完善,实时获取全网动态响应数据成为可能,这为暂态稳定研究提供了新手段。文章从暂态稳定传统分析方法的改进、快速暂态稳定判据的研究、暂态稳定趋势预测以及暂态稳定控制4个方面,对广域量测信息在电力系统暂态稳定研究中的应用进行了综述,指出基于广域量测信息进行暂态稳定研究是未来的发展方向。     

建设信息时代的智能电网

为了迎接电力行业由工业化向信息化转变的新挑战,提高能源资产利用率,应对全球环境能源危机,全球电力企业和研究机构提出了电力行业的可持续发展方向——智能电网。智能电网是一个以电力系统为对象,结合新型的控制技术、信息技术和管理技术,实现从输配电到用户所有环节的智能交流,能够科学系统地优化电力生产、传输和使用的自愈电网。文章介绍了智能电网的特征、发展和研究现状,分析了智能电网建设的目标、所需的先进技术和可能遇到的阻碍,并分别讨论了建设用户侧和输配电网侧智能电网的相关问题。     

基于实测广域测量轨迹的在线电压稳定分析方法研究

随着电力系统的广域互联并考虑电力市场背景下的互联经济性,系统运行越来越接近其稳定边界,因此对于电压稳定的在线实时分析提出了更高的要求.基于广域测量系统（wide-area measurement system,WAMS）实测数据提出了一种在线电压稳定监测指标.该指标基于π型等值模型推导,考虑了线路分布电容的影响,更接近实际电网的特性,同时算法形式简单,便于微机实现.通过EPRI-36算例进行验证,结果分析表明：该指标利用WAMS的实时同步数据,可以实现广域测量系统在线电压稳定监测,为电压稳定控制提供更加明确的参考信息,保证电力系统的安全稳定运行.     

轻型广域测量系统及其在中国的应用

大扰动后高、低压电网动态响应具有强相关性.通过对低压电网动态行为实行同步监测,不仅可掌握配电系统的详细动态,也能在一定程度上实现主网的动态监测.基于此,提出了轻型同步相量测量单元(PMU Light)与轻型广域测量系统(WAMS Light)的概念,对低压电网进行同步监测,并辅以一定的信号处理手段,实现本地及部分全局动态行为的同时监测.以PMU Light为测量手段,建成了国内首套WAMS Light,涵盖六大区域电网,记录了大量就地扰动和大扰动后电网的响应数据.目前,该系统已成为中国高校及科研院所开放获取电网动态响应实测数据的直接平台.WAMS Light成本低、安装方便、便于广泛布置,将其与常规广域测量系统相配合,可建立涵盖高、低压电网的全景式同步监测系统.     

低频振荡广域监控研究现状及新进展

随着电网互联工程的不断进行,低频振荡问题日渐凸现,成为限制跨区功率输送的瓶颈而科学技术的发展将广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)引入到电力生产过程中,给电力系统低频振荡监测带来了新契机。为促进该技术的应用,提高电网供电可靠性,总结了国内外基于广域测量系统的低频振荡监测和控制研究的现有成果,主要包括在线监测和阻尼控制两个方面;并且提出了这一领域未来的研究方向和需要解决的问题,包括研究一套系统的行之有效的在线监测算法,最优反馈信号的选择,广域阻尼反馈控制器的设计,消除广域反馈信号传输过程中积累的时滞对控制效果的影响四大问题。     

Stability Control of Smart Power Grids with Artificial Intelligence and Wide-area Synchrophasor Measurements

Abstract—Environmental concerns due to emissions from nuclear and fossil fuel based power plants have triggered widespread utilization of renewable energy-based small- and large-scale distributed generation technologies. These technologies have been transforming the energy market towards a deregulated and dispersed entity. To cope with these transformations, and ensure appropriate grid monitoring and control, the conventional power grids across the globe have been enduring a paradigm shift towards a smart grid that is empowered with cutting edge technologies. The operational stability of these emerging smart power grids necessitates sophisticated real-time monitoring and control technologies. This article analyzes various stability concerns in smart power grids pertaining to distributed generations and proposes novel methodologies for ensuring operational stability. The proposed methodologies entail real-time stability monitoring and stability control with the use of wide-area synchrophasor measurements and artificial intelligence methods. The efficacy of the proposed methodologies has been verified through simulation studies conducted on an IEEE 14-bus system. Results of this research validate the necessity of coordinated control for maintaining stability of smart grids incorporating distributed generation technologies.     

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。     

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.