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。     

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。     

相位实时检测技术研究

本从门限电压值的选择对信号周期检测精度影响的分析入手，提出了一款基于“过零检测”理论和双CPU的单片机的相位检测技术。该技术具有电路实现简洁、测量精度高、实时性强等优点，在信号测试等应用领域，有较好的参考价值。     

基于同步仿真控制系统的广域测量系统现场检测方法

电网广域测量系统(WAMS)在电力系统动态分析及控制方面得到了广泛应用。为了提高WAMS运行的稳定性和可靠性,文中研究了WAMS的现场检测方法,根据WAMS的构成制定了WAMS现场检测内容,提出并研制了同步相控仿真装置及由多台该装置和仿真控制中心构成的同步仿真控制系统。利用该系统对WAMS的构成部分进行单点同步检测和多点同步检测,以评估WAMS的暂稳态性能及其应用功能。最后,通过现场检测和MATLAB建模仿真验证了WAMS现场检测方法的可行性及实用性。     

电力系统相位误差分布式周期补偿方法

分析同步误差对电网信号相量算法误差的影响,确定测频为相位补偿算法中的重要环节。提出电力采集系统通道相位误差分布式周期补偿方法,采用FRA(频率特性分析仪)增益阻抗测量法,计及测量误差,对相位绝对误差进行测量与校正,进而采用周期递归测频的相位相对误差补偿方法,最终获得相位误差补偿结果。实验结果表明,补偿后相位误差满足电力系统多数应用对相位精度需求,为电网稳定运行与故障分析提供有效数据保障。     

同步相量技术应用于电力系统暂态稳定性控制的可行性分析

在同步相量技术迅速发展和广泛应用的基础上,提出了基于同步相量响应的广域暂态稳定性控制的概念,阐述了其原理和系统结构,重点讨论了系统实现所涉及的关键技术,包括功角测量、暂态稳定性判别和控制决策、响应时间、通信方式和可靠性设计等,从而论证了同步相量技术应用于电力系统暂态稳定性控制的可行性和优越性.     

电力系统次同步振荡的检测技术综述

电力系统次同步振荡问题由来已久,对电网安全稳定运行具有较大威胁性,是电力系统稳定性问题的重要组成部分。基于实测数据的振荡检测方法,可在一定程度上还原次同步振荡事故情况,并有助于后续振荡的溯源和抑制的实施。次同步振荡的检测方法种类繁杂,不同方法的效果也各不尽相同。首先对次同步振荡的信号预处理技术进行了整理综述,其次将信号提取辨识技术按照基于瞬时值数据和基于相量数据两大类进行了归纳和优缺点比较,并简单介绍了近来新兴的次同步振荡薄弱环节定位技术,最后在结尾对次同步振荡信号检测领域做出了总结和展望。     

电力系统实时动态监测系统传输规约

介绍了根据IEEE 1344及IEEE 37.118同步相量标准制定的实时动态监测系统传输规约的研究、编写和执行情况,分析了对实时动态监测系统通信规约的有关需求,在此基础上阐述了基于网络通信的规约架构体系。对规约的主要内容进行了简要介绍,如实时传输和离线传输的通信流程及数据格式等,说明了通信流量及连续性等性能的实现方法。该规约已在我国电力系统中得到了应用。     

《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。     

面向同步相量轨迹簇规则的电力系统暂态稳定实时评估

设计同步相量测量条件下,面向发电机节点电压同步相量复平面轨迹规则的暂稳实时评估算法.利用K均值和模糊C均值组合算法在线识别扰动后若干周波内轨迹簇同调与聚类偏移特征,采用分类与回归树抽取所定义特征量规则,以实时轨迹簇的相对位置组合特征值规则而非轨迹状态(如幅值大小)本身来评估未来暂稳状态.实践表明,算法能在8～20周波内不依赖模型地高精度预估未来4s系统是否稳定及临界机、受扰程度等重要信息,且不依赖于既定扰动模式,侧重于系统对大扰动的泛化响应模式挖掘,回避了主导失稳模式判别,且避免了针对不同故障的多套规则存储.新英格兰10机39节点系统算例验证了方法的有效性.     

正过零鉴相全数字逆变器锁相环建模研究

研究了基于周期控制的正过零鉴相全数字逆变器中全数字锁相环的建模和参数设计.由于过零鉴相锁相环实现起来简单,方便,成本低,故已大量用于逆变电源等许多场合.长期以来,这种锁相方法的参数选取是通过试凑和经验选择的,在性能分析上没有完善的理论指导和精确的模型分析.为此,对TMS320F240过零时间检测鉴相的全数字锁相环进行了精确建模,给出了等效模型参数的设计方法.通过仿真和实验证实了该模型的正确性和设计方法的可行性.     

基于锁相环的PMU频率跟踪特性的分析与仿真

设计基于锁相环(phase-loclced loop,PLL)的相量测量装置(phasor measurement unit,PMU),目的是借助PLL的频率跟踪能力提高PMU相量测量精度。为验证PLL的动态跟踪特性和效果,根据PLL等相位采样脉冲产生的原理和环路传递函数进行分析和逻辑仿真。结果表明,PLL存在环路滤波纹波、前置滤波延迟和自身滤波延迟等方面的因素,对PLL的频率跟踪精度产生不良影响,且无法消除。结论说明锁相环并不具备所谓的高精度特性,不宜用于动态频率下的同步相量测量。     

电网相量实时同步测量的一种新方法

电网相量的异地实时同步测量，对于电力系统状态估计、稳定控制、故障识别及继电保护等都具有重要意义。文中提出一种基于全球定位系统(GPS)与锁相技术的电网相量实时异地同步测量方法，采用硬件逻辑电路产生既能自适应跟踪电网频率变化、又能实现异地同步的等间隔采样脉冲序列，并由它启动A／D转换器自动完成对输入模拟信号的同步采样，很好地解决了电网相量的异地同步测量问题并保证有较高的测量精度。     

Carrier phase error detection method and synchronization control of parallel‐connected PWM inverters without signal line

In recent years, parallel operation of inverters is employed to increase reliability and capacity in an uninterruptible power supply (UPS) system. A phase error in PWM carrier‐signals of each inverter causes high‐frequency loop current between inverters. Therefore, the PWM carrier‐signal of each inverter should be adjusted in phase. This paper proposes a detection method of phase error in PWM carrier‐signal and its application to synchronization control for parallel‐connected inverters. A simple definite‐integral circuit achieves detection of the carrier phase error from high‐frequency loop current using no signal line between inverters. The detected carrier phase error is applied to synchronize the PWM carrier‐signal through a PI compensator, and then the high‐frequency loop current can be suppressed. Several experimental test results show the validity of the proposed detection method and synchronization control. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 157(1): 63– 71, 2006; Published online in Wiley InterScience ( http://www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20143     

母线电压同步相角测量算法研究及实现

讨论了基于GPS绝对时钟的电力系统母线电压同步相角测量的实现方法 ,研究了电压相角的过零测量法、离散Fourier和递归Fourier算法 ,探讨了变采样速率的同步相量测量算法。利用DSP数据处理芯片实现了基于DFT算法的GPS同步电压相角测量装置的软硬件设计 ,给出了实验仿真结果。     

基于同步相量测量的电力系统等值及电压稳定评估

提出了一种基于同步相量测量的电力系统等值方法。该方法只需利用同步相量测量,即被监测负荷节点同步电压相量和电流相量,将系统等值成两节点系统。在此基础上以负荷阻抗模与系统等值阻抗模的差值和负荷阻抗模相比,作为判断电压稳定与否的指标,并且推导了在负荷模型为阻抗模型和功率模型时,该指标的正确性。采用EPRI-36节点系统进行仿真,验证了方法的正确性及合理性。     

薄弱电网下新能源设备并网锁相同步方式综述

随着风能与光伏等新能源的广泛应用,为实现新能源设备的稳定并网运行与精准功率控制,需要在控制中加入锁相同步环节获取准确的电网相角信息。当新能源设备接入薄弱电网时,常规锁相同步方式往往不能达到理想的锁相同步效果。为此,首先阐述了常规锁相同步方式的结构及建模;然后针对新能源设备接入薄弱电网时,常规锁相同步方式不能适应不对称及谐波、频率相位突变与低短路比的运行环境,需要对常规锁相同步方式进行优化设计,分别对上述运行环境下的改进型锁相同步方式进行分析;最后指出了薄弱电网下改进型锁相同步方式的发展方向,即需要研究低短路比电网下的参数设计方法以及提高多场景薄弱电网下的运行性能,为后续相关研究提供参考。     

配电网中电压暂降源的检测方法比较

电压暂降因为对敏感设备的危害而成为最受关注的电能质量问题之一。电压暂降源的检测对电能质量故障检测、诊断及缓和策略的制订十分必要,并有助于合理解决电力部门与用户之间的纠纷。对现有的基于扰动功率和扰动能量,基于等效阻抗实部符号,基于不同故障类型等电压暂降源检测的方法进行了详细的分析,比较了它们各自的特点;在总结目前电压暂降源检测方法的基础上,对今后的配电网电压暂降源检测方法研究工作进行了展望。     

基于“PLC+微机准同期装置”方式的并网环节的设计

采用“PLC+微机准同期装置”的方法实现了电站监控系统并网环节的设计。系统中PLC采用三菱公司的FX2N系列,利用内部程序逻辑控制,确保任何时候只输出一路通道选择信号,实现可靠选线控制。而微机准同期装置则可以精确地计算出导前时间,确保在零相位差点准确合闸。该系统因结构简单、功能完善、实现方便,适合在电站监控系统中进行推广。