面向宽频振荡抑制的宽频相量测量装置

快速实时测量宽频相量对于宽频振荡抑制有着重要意义。然而,已有宽频相量测量装置主要面向监测类应用,响应速度慢。研制了一种面向宽频振荡抑制的宽频相量测量装置。该装置采用加窗插值离散傅里叶变换算法,实现多模式宽频相量测量;采用较短时间窗缩短算法的动态响应时间;通过2个数字信号处理器并行计算分别完成基波和谐波/间谐波相量测量。通过性能测试发现,所研制的宽频相量测量装置响应速度快、准确度高,能满足宽频振荡抑制等应用对相关性能的要求。     

适用于新能源场站的同步测量方法与装置研制

现有测量装置无法实时同步监测新能源场站内部电气量,难以为新能源场站动态过程监测、惯量评估、频率控制等应用提供数据支撑。为此,提出了适用于新能源场站的同步测量算法,并研制了可安装于风机出口的新能源场站同步测量装置。针对现有相量测量算法测量频带窄,无法跟踪新能源场站次/超同步振荡等动态过程的问题,提出了基于复带通滤波器的宽频域基波相量测量算法,将基波测量频带拓宽至20～80 Hz;针对快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的栅栏效应和频谱泄露问题,提出了基于FFT谱线插值拟合的宽频测量算法;基于上述算法,研制了适用于新能源场站的同步测量装置,并已将首批80余台装置安装于内蒙古乌兰察布吉红风光储4号电站的80余台风机。静动态测试和录波数据测试验证了所提算法和所研制装置的有效性。     

基于PMU的分布式次同步振荡在线辨识方法

为减轻WAMS主站端的软硬件开销,同时也为了避免WAMS主站端对PMU数据进行采样时产生的频率混叠现象,本文在分析了WAMS/PMU通信架构和同步相量测量的算法原理的基础上,提出了在PMU装置上实现分布式次同步振荡在线参数的辨识方法。本文深入分析和比较了两种不同的参数辨识方法,基于相量数据的次同步振荡参数辨识方法和基于原始采样值的次同步振荡参数辨识方法,讨论了基于相量数据的次同步振荡参数辨识方法的局限性,指出了基于原始采样值的次同步振荡参数辨识方法,既可避免对次同步振荡分量的误判,提高次同步振荡分析监测的准确性和适应性,同时又更易于实现超同步振荡等扩展性应用需求。     

提升PMU动态测量性能的若干方法

为了提高PMU装置在电力系统动态条件下的同步相量测量精度,研究了若干提升PMU装置动态测量性能的方法。采用IEEE C37.118标准中推荐的基于离散傅里叶变换(DFT)的同步相量计算模型,对基于DFT的相量测量算法进行了改进。分析了该改进方法在带外干扰、系统振荡、系统失步、短路或断线故障等动态条件下的特性。设计了等纹波滤波器对相量数据进行滤波处理,保证同步相量的测量精度,最后在PMU装置中实现并进行了测试验证。实验结果表明,通过上述方法的实施,PMU在动态条件下的测量精度得到了提高。     

相量测量单元实现次同步振荡在线辨识和告警的探讨

为了及时发现电力系统中的次同步振荡,采取措施保障机组安全和电力系统稳定运行,结合同步相量测量的算法原理分析了次同步振荡对相量测量单元(PMU)测量结果的影响;针对IEEE Std C37.118—2011标准对于同步相量测量提出的新要求,分析了遵循新标准的PMU测得的同步相量数据应用于主站次同步振荡监测时存在的问题,并指出了在主站实现次同步振荡分析的局限性;在此基础上提出在PMU装置上实现次同步振荡在线辨识和告警的方法,通过仿真试验验证了方法的可行性。     

智能变电站同步相量测量装置研制

同步相量测量装置因测量精度高、数据具有精确时标等特点已成为电网的重要监测设备,但目前在智能变电站中应用不多,还处于探索阶段。提出应用于智能变电站的同步相量测量装置,该装置采用嵌入式软硬件平台,在实现传统同步相量测量装置相量计算、故障录波、实时纪录分析、实时通信等功能的基础上,实现了符合 IEC 61850 标准的设备建模、采样值报文接收和解析、与站内监控及其他智能电子设备数据共享等功能。     

《电力系统同步相量测量装置检测规范》的编制

介绍了关于广域测量系统系列标准中的《电力系统同步相量测量装置检测规范》的编写背景及编写意义,结合我国电力系统现状,分析了编写同步相量测量装置检测规范的迫切性。阐述了该检测规范的框架结构,对规范的主要内容,如功能检验、性能试验、抗电磁干扰试验等,进行了介绍。     

基于广域测量系统的次同步振荡在线监测预警方法

及时发现并采取措施消除电力系统中的次同步振荡,对保障机组安全和电力系统稳定运行都非常重要.结合相量测量单元的工作原理,详细分析了电力系统中次同步频率成分对同步相量测量结果的影响,指出次同步振荡的存在相当于是对同步相量的幅值和相位进行调制.在此基础上,给出了基于相量测量单元上传的同步相量测量结果和励磁电流测量结果实现次同...     

高比例新能源电力系统多模态振荡监测方法及装置设计

新型电力系统正向高比例新能源和高比例电力电子设备("双高")方向发展,电力电子设备引起的宽频电磁振荡日益显著。为了能够掌握宽频电磁振荡的动态变化行为,提出了能够适应多个电磁振荡模态的同步相量监测方法。该方法通过振荡模态监测环节从电压/电流信号中粗略筛选出振荡频率,以此频率作为中心频率自适应动态构建模态滤波器;然后对采集的电压/电流信号进行模态滤波,对滤波后的信号进行相量计算、校正和补偿,从而得到各电磁振荡模态的相量信息。最后,基于该算法设计了多模态电磁振荡监测装置,并通过理想数据和现场试验对装置的性能进行了验证。结果表明,该装置能够快速、准确地对多模态电磁振荡进行实时监测,满足同步相量测量装置标准的性能要求。     

基于全球定位系统和锁相环技术的同步相量测量装置的实现

电网实时相量监测系统对于电力系统的状态估计、稳定监控具有重要意义。着重介绍电网实时相量监测系统中的基本功能单元——同步相量测量装置的原理和实现方法。该装置将全球定位系统和锁相环技术相结合,既保证了不同测量点被测相量的同步采样,又保证了各测量点对被测相量信号的采样频率能自适应地跟踪电网频率变化,使相量测量精度进一步提高。介绍基于离散傅里叶变换的电压相角计算方法,给出了发电机功角的计算公式。该装置可对电网重要节点的电压(幅值、相角)以及发电机的功角进行实时同步测量,并将测量结果实时送往监测中心,实现全网运行状态的实时监测。     

电网宽频振荡实时监测技术方案

大量电力电子设备接入电网导致电网振荡频繁发生并使其逐步向宽频域振荡发展.首先,分析了广域测量系统监测技术在振荡监测存在的问题和局限,讨论了现有间谐波测量算法存在的不足,提出了电网宽频振荡实时监测技术方案.然后,论述了振荡实时监测的总体架构和关键技术,从高频采集及滤波、宽频信号分类处理分析、振荡告警及长录波、站域存储与分析和信息传输等方面对宽频振荡实时监测的关键环节进行了分析.最后,对宽频振荡实时测量的效果进行了仿真验证,验证了所提方案的可行性,并对其工程实施方案进行了论述.     

面向电力电子化电网的宽频测量技术探讨

高压直流输电、柔性交流输电系统(FACTS)的应用以及新能源大规模并网为电网引入了大量电力电子设备,给电网注入了大量的间谐波和高次谐波等宽频信号,使得电网逐步呈现电力电子化的发展趋势。现有的测量设备重点关注工频信号测量,无法应对宽频信号测量所提出的挑战。文中分别从现有测量设备的局限、相量测量单元(PMU)升级改进的局限和高频信号测量的局限三个方面分析了现有测量技术的现状,针对性地提出了宽频测量技术总体方案,设计了总体架构,并讨论了具体实现所涉及的宽频信号范围限定、采样频率选择、数据处理机制设计、数据传输协议和同步对时等关键问题,研发了原型装置并在变电站试点应用,验证了宽频测量技术的可行性。文中研究能够为电力电子化电网提供新的监测手段,保障电网安全稳定、推动新能源大规模应用,同时进一步推动二次设备集成整合,降低变电站建设成本。     

电力系统宽频测量技术方案与展望

随着高比例可再生能源和高比例电力电子设备大量引入电网，宽频范围可观可测需求日趋迫切，亟须建立一套适用于电力系统的宽频测量装置。在调研国内研究现状的基础上，指出了宽频带数据统一高精度测量科学问题，围绕当前宽频测量遇到的工程技术问题，分别从多成分信号高精度采集，瞬态、暂态、稳态信号精确识别，宽频信号测量分析结果高效传输，宽频测试技术与测试平台，调控方式及调控效果监测5个方面，提出了电力系统宽频测量技术的研究思路与框架。同时，在相量测量装置基础上开发了宽频测量装置，初步验证了技术的实现效果并指出了后续研究重点攻关方向。     

英国“8·9”大停电事故振荡事件分析及思考

2019年8月9日,英国电网发生大停电事故,造成英国伦敦在内的部分城市停电,影响人口100万左右。文中对该事故进行总结分析,为我国电网的安全稳定运行提供借鉴和参考。首先,对此次新能源电厂发生的振荡事件进行分析,总结此次振荡事件所呈现的典型特征,梳理其存在的遗留问题;其次,对以该事件为代表的一系列由新能源厂站触发的振荡事件进行思考,论述新能源大规模并网后电网振荡呈现的新特点;最后,针对现有测量技术在振荡监测上存在的不足,提出采用宽频测量技术实现振荡实时监测,并给出具体的工程实施方案,为电力电子化电网振荡的实时监测提供参考。     

宽频测量实时数据站域预处理与自适应传输关键技术

宽频测量实时数据容量大、密度高,在主子站进行数据交互时易造成网络拥塞,且在主站集中式存储与分析时占用资源多。借鉴边缘计算理念,提出宽频测量实时数据站域预处理与自适应传输技术方案。在站域就地统计分析宽频测量数据得到预处理结果数据,在电网平稳状态下仅将预处理的结果数据上送给主站。在宽频扰动运行工况下自适应切换主子站传输模式,主子站按需传输宽频测量实时数据。给出了站域预处理与自适应传输原理,阐述了数据预处理、宽频扰动监视、自适应传输模式、自适应传输流程等关键技术。实验结果验证了宽频测量实时数据站域预处理与自适应传输的正确性与有效性。     

便携式工频电场测量装置的设计

为了了解设备表面和内部的工频电场,从而更好地研究设备运行的状态及优化改进设备,笔者介绍了一维球型电场传感器的测量原理,设计了一种基于C8051F410单片机的便携式工频电场测量装置,讨论了不同形状及规格电场探头对测量结果的影响并完成了电场探头的选型。在500 kV交流输电线下方和实验室简化同心圆球电极内使用该装置与国外标准仪器进行了对比测量,现场测试结果表明该装置测量数据与国外仪器相比具有较大的相关度,能准确地测量电力系统工频电场,具有很好的实用性。     

基于波形检测原理的低频振荡监控装置

随着大区电网的互联,电力系统的结构更加复杂,系统的动态稳定问题也更为突出。近几年国内每年都发生数起低频振荡事故,如何及时发现并迅速平息低频振荡已成为众所关注的课题。文章介绍了低频振荡发生的原因、检测方法以及基于检测有功功率振荡波形进行低频振荡判别装置的原理,文章将实际电力系统发生低频振荡时联络线的电气量波形通过波形回放技术,验证了该装置判据和动作逻辑的正确性。目前该装置已投入运行,运行情况良好。     

基于射频同步技术的高压电能计量装置现场校验仪的设计

针对高压电能计量装置校验中无法测量整体误差的问题,设计了一套高压电能计量装置现场校验系统。该系统通过在高压侧安装电压互感器和电流互感器,并基于射频同步技术将测量数据发送到低压侧数据接收终端的方法,实现了高压电能计量装置现场校验整体误差的测量。经实际测试,该套高压电能装置现场校验系统能够在不停电条件下对10kV～35kV高压电能计量装置进行整体校验,达到了有效评估装置计量性能、简化校验环节、减轻工作强度、降低校验安全风险、提高工作效率的目的。     

高供高量计量装置二次接线七步检查法

7步检查法是利用双钳相位伏安表对运行中的电能计量装置接线进行检查,并根据所测得的电压、电流、相量以及他们之间的相位关系来判断接线是否正确的一种方法。文章以10 kV供电系统中普遍采用的高压三相三线电能计量装置为例,介绍了运用7步检查法检查电能计量装置接线的方法、步骤和有关注意事项。     

无线工频电场测量与警示仪及应用

研究了一种基于无线传输的工频电场测量警示仪,该测量警示仪采用电压感应式传感器测量目标点的工频电场强度,采用数码管显示测量点的电场强度大小.如果测量值超出设定的标准值,仪器可以采用声音报警提示目标场所处的范围,电力职工可以根据测点电场强度以及相关标准判断在该区域的工作时间.此外,测量仪还能以无线传输的方式将测量值发送给到...