基于PMU的输电线路参数识别在南方电网的实时应用

传统的线路阻抗参数计算方法实质上是一种近似方法,只是估计了线路的长度和弧垂,但忽略了气温变化对线路参数的影响。近年来相量测量单元技术的发展使得利用PMU更精确地计算线路阻抗参数成为可能。随着电网系统中安装了越来越多的PMU,南方电网开发并实施了一套基于相量测量单元的电力线路阻抗参数在线计算系统TPIS,用以更新能量管理系统数据库中的线路阻抗参数。TPIS创新性地提出了一种利用PMU进行电力线路参数在线计算的方法。该方法对现有方法进行了改进,在利用EMS中线路参数时考虑了参数误差,同时增加了物理性约束条件,从而使得该方法能够应对目前实际系统不同运行状态下PMU数据精度的不确定性,解决了对高精度PMU数据的依赖。此外,TPIS通过对在线获取的PMU数据进行多次重复采样,并对多次采样的计算结果进行统计学分析,提出了一种可以用来评估计算结果可信度的指标。     

一种基于PMU的线路自适应故障测距算法

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)的输电线路故障测距的自适应算法。该算法利用PMU装置获得高压线路两端的电压和电流相量,在线计算线路参数,解决了线路实际参数与电力局所提供参数的不同、线路参数在运行过程中的不确定性等问题。采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法,提取相当精确的突变量基频分量,用于输电线路故障测距。大量的EMTP仿真计算结果和实际系统参数验证结果表明,该测距算法不受系统的运行方式、故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度。     

基于PMU实测数据的输电线路参数在线估计方法

准确的电网参数是形成准确的电网模型,进而进行状态估计、潮流计算、网损分析、故障分析和继电保护整定计算等电力系统计算的基础。文中基于均匀传输线方程和Π形精确等值电路,给出了在两端电压相量和电流相量已知的情况下,输电线路分布参数和精确等值参数的计算方法。基于相量测量单元(PMU)实测数据和正态分布的参数估计理论,给出了输电线路参数的在线估计方法。基于华北电网广域测量系统(WAMS)的算例表明,所提出的方法准确可靠。     

一种基于PMU的线路自适应故障测距算法

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)的输电线路故障测距的自适应算法.该算法利用PMU装置获得高压线路两端的电压和电流相量,在线计算线路参数,解决了线路实际参数与电力局所提供参数的不同、线路参数在运行过程中的不确定性等问题.采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法,提取相当精确的突变量基频分量,用于输电线路故障测距.大量的EMTP仿真计算结果和实际系统参数验证结果表明,该测距算法不受系统的运行方式、故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度.     

基于PMU的输电线路参数识别在南方电网的实时应用（英文）

传统的线路阻抗参数计算方法实质上是一种近似方法,只是估计了线路的长度和弧垂,但忽略了气温变化对线路参数的影响。近年来相量测量单元技术的发展使得利用PMU更精确地计算线路阻抗参数成为可能。随着电网系统中安装了越来越多的PMU,南方电网开发并实施了一套基于相量测量单元的电力线路阻抗参数在线计算系统TPIS,用以更新能量管理系统数据库中的线路阻抗参数。TPIS创新性地提出了一种利用PMU进行电力线路参数在线计算的方法。该方法对现有方法进行了改进,在利用EMS中线路参数时考虑了参数误差,同时增加了物理性约束条件,从而使得该方法能够应对目前实际系统不同运行状态下PMU数据精度的不确定性,解决了对高精度PMU数据的依赖。此外,TPIS通过对在线获取的PMU数据进行多次重复采样,并对多次采样的计算结果进行统计学分析,提出了一种可以用来评估计算结果可信度的指标。     

基于WAMS/SCADA混合量测的电网参数辨识与估计

针对目前电网参数辨识与估计方法存在的数值稳定性变差、易发散及易受残差污染干扰等问题,提出了一种基于混合量测的电网参数辨识与估计方法。该方法首先利用广域测量系统(WAMS)的测量数据计算相对残差,初步判断是否存在参数错误,然后利用相量测量单元(PMU)能够测量电压和电流相量的特性,建立支路两端变量之间的直接联系,对存在参数错误的支路进行辨识,并在此基础上使用智能优化算法估计支路参数。在IEEE 39测试系统上的仿真实验表明,该方法只需安装约1/2总母线数的PMU即可对全网传输线路和变压器进行参数辨识与估计。     

基于在线参数计算的同杆双回线的自适应故障测距

提出一种新的基于相量测量单元 (PMU)在线计算输电线路参数的同杆双回线故障测距的自适应算法。该算法利用PMU装置获得同杆双回线路两端的电压和电流相量,在线路正常运行时,在线计算同杆双回线的正序参数,并将该参数用于故障测距,解决了线路实际运行参数与电力局提供参数的不同,线路参数在运行过程中由于过负荷,区外故障等原因引起线路参数的变化所导致的测距精度问题。通过故障前后线路两端的采样数据获取突变的同序正序分量,计算线路两端的等效系统阻抗,解决了线路故障前系统运行方式的不确定性所引起的测距误差。大量的EMTP仿真计算结果表明,该测距算法能自适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度。     

基于在线参数计算的同杆双回线的自适应故障测距

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)在线计算输电线路参数的同杆双回线故障测距的自适应算法.该算法利用PMU装置获得同杆双回线路两端的电压和电流相量,在线路正常运行时,在线计算同杆双回线的正序参数,并将该参数用于故障测距,解决了线路实际运行参数与电力局提供参数的不同,线路参数在运行过程中由于过负荷,区外故障等原因引起线路参数的变化所导致的测距精度问题.通过故障前后线路两端的采样数据获取突变的同序正序分量,计算线路两端的等效系统阻抗,解决了线路故障前系统运行方式的不确定性所引起的测距误差.大量的EMTP仿真计算结果表明,该测距算法能自适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度.     

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PMU的双端同步故障测距算法的研究

基于分布参数的线路模型,推导了双端数据同步采样的测距算法。该算法充分利用PMU测量数据的同步性,完全不考虑不同步采样角的影响,大大简化了测距过程,根据故障前系统的电压、电流相量对线路参数进行了修正,提高了测距的精度。结合PMU的配置方案,对线路两端均装有PMU和线路一端装有PMU两种情况进行了ATP仿真分析,仿真结果验证了算法的有效性,在两种情况下均能满足故障测距的精度要求。     

基于LabVIEW技术的相量测量系统软件实现

相量测量系统 (PMU)是近年来运用于电力系统测量监控的新设备 ,其软件系统起到了对PMU装置数据进行实时监控、储存、分析等一系列功能。本文提出了一种实时监控系统的总体构成和所涉及的关键技术 ,并且给出了关键环节的基于LabVIEW技术的实现。     

对电网故障时刻PMU测量频率的思考和讨论

频率是电力系统运行中一个重要的质量指标,它反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。如果电力系统运行频率偏离过多,会给电力用户带来不利影响,而受影响最大的当首推电力系统本身。因此,需要对频率进行较高精度的测量。针对一起电网故障时PMU的频率测量数据,指出现有PMU在故障情况下可能存在测量判断错误的问题,提出在分析PMU频率测量数据时应注意的问题,同时也提出了PMU测量故障系统频率的改进方法。     

基于广域测量测点降阶的系统受扰轨迹预测

提出基于同步相量测量单元(phasor measurement units,PMU)量测的多机系统受扰轨迹预测方法。在系统受扰后,首先分析可用的PMU量测能否反映当前受扰模式,然后针对各PMU测点类型来确定降阶系统的保留节点,初始降阶后在保留节点引入虚拟负荷,实现对降阶系统的修正,其中虚拟负荷的参数可通过PMU实测得到辨识。利用修正后的降阶系统,结合各保留节点所连接的包括发电机在内的动态元件模型及其参数,就可实现基于PMU测点降阶的多机系统受扰轨迹预测。10机39节点系统对该算法的验证,表明该算法的可实现性和良好的前景。     

计及PMU的二次状态估计模型的研究

随着相量测量装置（PMU）在电网中的推广应用,其量测结果己成为电力系统重要的数据源之一。将PMU支路电流量测转换为支路潮流量测,使电流相量量测在状态估计中得到了有效的利用。二次估计模型首先把PMU节点的状态量测值作为估计值,PMU支路量测通过变换参与到非线性估计,收敛后再利用非线性估计结果和PMU量测进行线性估计。该模型在充分利用PMU量测特性,保持较高的估计精度的同时,也提高了方程数值稳定性和收敛速度。在快速分解算法的基础上,通过IEEE9和IEEE30节点系统仿真验证本文模型的有效性。     

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.     

基于广域测量系统的状态估计和PMU配置

同步相量测量单元(PMU)能够根据全球定位系统(GPS)提供的精确时钟,实现对电力系统实时数据的量测。该文分析了PMU与传统监控和数据采集(SCADA)系统相结合构成的混合量测系统对状态估计精度的影响。在混合量测模型的基础上,提出了一种以提高状态估计精度为目标的PMU配置方案。通过IEEE-39节点系统仿真证明了该方法的有效性和实用性。     

State estimation and bad data processing for systems including PMU and SCADA measurements

Conventional state estimators (SE) are based on real-time measurements, consisting of bus voltages and active and reactive power flows and injections, and estimate the voltage phasors of the network buses. Until recently, these measurements were obtained only through SCADA. With the advent of GPS synchronized measurements obtained by phasor measurement units (PMU), effective techniques are required to incorporate the extremely accurate PMU measurements into state estimation, in order to improve its performance and observability. This paper develops a non-linear weighted least squares estimator by modeling the current phasor measurements either in rectangular or in polar coordinates and compares the two approaches. Any numerical problems arised at flat start or for lightly loaded lines, are resolved. The error amplification, due to the current phasor measurement transformation from polar into rectangular coordinates, is also investigated. The normalized residual test is used to effectively identify any bad data in the conventional and phasor measurements. The proposed techniques are tested with the IEEE 14-bus system.     

基于相量量测的电力系统线性状态估计

分析了相量量测装置的量测误差情况,指出了相量量测参与状态估计计算的必要性。在完全使用相量量测的情况下,给出了基于直角坐标系的实数形式的电力系统线性量测方程和相应的线性静态状态估计算法。对负荷预报加潮流计算的系统状态预报方法进行改进,通过对误差协方差阵计算公式的推导与简化,提出了新的预报误差协方差阵计算公式,并将其与线性量测方程相结合,提出了基于相量量测的线性动态状态估计算法。最后讨论了线性状态估计算法的使用条件,并采用IEEE30节点系统对提出的算法进行了验证。     

Curvature quantified Douglas-Peucker-based phasor measurement unit data compression method for power system situational awareness

Facing constraints imposed by storage and bandwidth limitations, the vast volume of phasor measurement unit (PMU) data collected by the wide-area measurement system (WAMS) for power systems cannot be fully utilized. This limitation significantly hinders the effective deployment of situational awareness technologies for systematic applications. In this work, an effective curvature quantified Douglas-Peucker (CQDP)-based PMU data compression method is proposed for situational awareness of power systems. First, a curvature integrated distance (CID) for measuring the local flection and fluctuation of PMU signals is developed. The Douglas-Peucker (DP) algorithm integrated with a quantile-based parameter adaptation scheme is then proposed to extract feature points for profiling the trends within the PMU signals. This allows adaptive adjustment of the algorithm parameters, so as to maintain the desired compression ratio and reconstruction accuracy as much as possible, irrespective of the power system dynamics. Finally, case studies on the Western Electricity Coordinating Council (WECC) 179-bus system and the actual Guangdong power system are performed to verify the effectiveness of the proposed method. The simulation results show that the proposed method achieves stably higher compression ratio and reconstruction accuracy in both steady state and in transients of the power system, and alleviates the compression performance degradation problem faced by existing compression methods.     

PMU准实时数据对主动配电网抗差估计的影响

由于相量测量单元(PMU)因成本问题无法在配电网中大规模配置,且不同设备向主站传输数据时存在客观的通信延迟、带宽限制等因素,因此状态估计器输入端存在不良数据。提出一种基于同步相量量测的主动配电网抗差估计方法,并提出以虚拟PMU量测模型补充大量的高精度冗余数据。将数据采集与监视控制(SCADA)量测系统、PMU量测和虚拟PMU量测构成的混合量测系统作为状态估计的输入端。考虑网络和量测数据不确定度对抗差M估计算法进行改进,避免了传统加权最小二乘估计中删除坏数据的残差判断和迭代过程,降低了估计耗时,提高了状态估计的可靠性和抗差性能。改进IEEE 14和IEEE 33节点配电网算例的仿真分析,验证了所提方法的有效性和普适性。