广域相量测量技术发展现状与展望

总结了基于相量测量单元(PMU)的电力系统广域测量系统(WAMS)在中国的发展应用现状,介绍了智能电网调度控制系统(简称"D5000系统")中WAMS、数据采集与监控(SCADA)系统,以及保护与故障信息系统的图模库一体化整合,以及多调度中心WAMS数据的按需共享。分析了目前PMU/WAMS进一步推广过程中,在电磁暂态现象分析、实时广域控制、海量数据传输和处理以及强迫振荡检测和控制等方面遇到的技术难题。从扩展PMU应用领域、解决海量数据传输和处理问题、提高WAMS本身应用问题分析能力、提高PMU本身的质量和动态量测性能等几个方面为PMU/WAMS的下一步发展方向提出了建议。     

PMU的配置方法及WAMS在电力系统中的应用

广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)的发展,给电力系统信息测量带来了一场革命,通过相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)将电力系统中各个节点的相量测量值,如电压、电流、功角等,折算到同一个时间参考点坐标下,从而为大规模电力系统的运行状态监测分析提供了一个同步的实时数据平台,为电力系统测量,分析和控制提供了快速可靠的同步数据.本文总结了PMU的配置方法并介绍了WAMS在电力系统中的应用情况.     

基于同步相量测量技术的广域测量系统的应用现状及发展前景

同步相量测量技术可对广域分布电力系统的电气量进行实时测量,为大型电力系统的安全分析和稳定控制提供了新的契机.卫星授时、电力通信网络和数字信号处理技术的快速发展为同步相量测量技术的应用提供了必要的基础.文章介绍了以同步相量测量技术为基础的广域测量系统(WAMS)的发展概况,在体系结构、相量测量单元(PMU)分布、通信通道的选择、中心站功能设计等方面进行了分析.在回顾目前国内外WAMS工程应用情况的基础上,集中介绍了WAMS现有的在线监测、分析与控制功能,并展望了WAMS在未来电力系统闭环控制中的应用前景.     

PMU的配置方法及WAMS在电力系统中的应用

广域测量系统（Wide Area Measurement System,WAMS）的发展,给电力系统信息测量带来了一场革命,通过相量测量单元（Phasor Measurement Unit,PMU）将电力系统中各个节点的相量测量值,如电压、电流、功角等,折算到同一个时间参考点坐标下,从而为大规模电力系统的运行状态监测分析提供了一个同步的实时数据平台,为电力系统测量,分析和控制提供了快速可靠的同步数据。本文总结了PMU的配置方法并介绍了WAMS在电力系统中的应用情况。     

基于PMU的广域电网相量测量系统概述

随着电力系统的发展和对安全稳定性要求的不断提高,传统的以SCADA/EMS为代表的基于稳态的监控系统将难以满足实时性的要求,而基于相量测量装置（PMU）的电网广域测量系统（WAMS）却能很好地解决电力系统广域空间同步测量的问题。使电网控制中心能在统一的时标下,根据各个PMU的测量信息对电力系统的状态进行分析,并进行全电网的稳定控制、事故预警等。为此,对WAMS的组成结构、发展状况和应用前景等进行了较为详细的概述。     

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。     

广域实时监测与稳定预决策系统在区域电网的应用前景

同步相量测量装置(PMU)利用全球定位系统(GPS)提供的精确时间基准对电力系统的状态进行同步数据采集,PMU装置的出现为稳定性分析与控制方法提供了一条新的途径,因为传统的稳定性分析方法主要是基于各节点的异步采样数据来判别稳定。本文通过分析PMU系统的原理及应用现状,阐述了基于PMU系统的广域实时监测与稳定预决策系统(WAMS)在区域电网的应用前景。     

同步相量测量在电网中的应用

同步相量测量技术已经成为成熟的技术,已有数个国际制造厂可以生产符合主流工业标准的同步相量测量装置(PMU,Phasor Measurement Unit).在经历的几大电网的大停电后,PMU的用处逐渐被重视,在电网中安装PMU是世界范围内几大电网目前的重要活动之一.文中简要介绍了PMU和广域测量系统(WAMS,Wide-Area Measurement System),并讨论了这些测量技术在改善电力系统监测、保护和控制方面的应用.     

电力系统中基于PMU同步数据的应用研究综述

基于同步相量测量技术的广域测量系统为电力系统各领域中新应用功能的研究开发提供了全新的数据支撑平台.文章简要介绍了同步相量测量技术及在此基础之上的广域测量系统的发展现状;着重分析了PMU量测数据在包括阻尼控制、暂稳分析及控制、电压稳定、解列控制在内的电力系统动态领域以及包括线路参数测量、状态估计、潮流计算在内的电力系统稳态领域和继电保护领域中的应用研究情况;同时对这些应用研究的特点、优点以及存在的主要问题进行了相应的评述.     

相角-电压空间上的实用动态安全域

电力系统中的相量测量单元(PMU)可以实现电网部分相量(如节点的电压相量)的实时异地同步测量与传输.为充分发挥含PMU的广域量测系统(WAMS/PMU)在电力系统安全预警、保护与控制中的作用,研究了节点相角-电压空间上保证暂态稳定的动态安全域的边界性质.研究表明,对于既定的事故和事故前、后系统图形,相角-电压空间上实用动态安全域的临界边界同样可以用一个或极少数几个超平面近似描述.节点相角-电压空间中的实用动态安全域边界的拟合具有非常好的精度.基于这样一个安全域和WAMS/PMU提供的节点信息,可以很方便地计算出相角-电压空间的任一增长方向上的稳定裕度.也可以通过可视化,在线观察目前运行点距既定预想事故下稳定边界各个方向上的距离.     

广域测量技术在电力系统分析及控制中的应用综述

综述了广域测量系统(wide-Area Measurement System,WAMS)在电力系统稳态分析、全网动态过程记录和事后分析、电力系统动态模型辨识和模型校正、暂态稳定预测及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制、故障定位及线路参数测量等方面的应用.通过这些应用可以看到,WAMS给电力系统分析与控制提供了新的视角和解决方法,值得深入研究.     

未来型电力系统的广域测量和通信

简述灵活交流输电系统FACTS、新型直流输电系统和全可控电力系统是未来型电力系统新技术的主流；论述基于相量测量单元PMU的广域相量测量系统WAMS的基本功能，並分析了延迟和响应时间等因素对WAMS可用性的影响；指出基于先进光纤通信技术的新一代高速率、低延迟的全光纤通信网络特别适合电力系统的实时测量和控制。     

基于广域测量的在线电压稳定监视

广域测量技术的发展和应用为电力系统电压稳定监视奠定了基础。对采用局部电压、电流变化估计电网侧等值阻抗进行了分析,指出利用SCADA/EMS测量数据不能准确估计电网侧等值阻抗的缺陷,提出基于节点电压和负荷电流相量变化的改进方法和电压稳定性指标。采用广域测量系统间接地避免潮流方程在临界点的不收敛,弥补传统方法在应用中存在的系统规模过大、非线性模型不准确、数据多且更新不及时、速度慢等缺陷。通过仿真计算表明该指标能够正确指示节点的电压稳定性,适于对节点在线静态电压稳定的监视,具有一定实用性。     

基于CIM的广域测量系统的信息模型

针对当前广域测量系统WAMS尚没有统一的信息模型,不能与其它应用系统有效信息共享的现状,对IEC 61970标准的公共信息模型CIM进行了深入研究,并且结合WAMS的特点及其在电力系统中的应用情况,提出了基于CIM的WAMS信息模型,定义了WAMS的CIM类及其相应的属性信息。在该模型扩展的基础之上,提出了一个基于消息中间件的电力信息集成系统,以说明该信息模型的应用前景。     

WAMS在电力系统分析和控制中应用的新进展

基于PMU/APMU的广域测量系统WAMS的出现,主要源自电力系统安全稳定控制对于量测量在时间上同步以及监控范围在空间上广域的需求。为提高电网安全稳定监控水平,利用综合法、分析法归纳和分析了暂态稳定预测及控制、静态电压稳定控制和基于轨迹的暂态稳定分析方法的最新进展。研究表明,采用相对功角或角速度判别系统的暂态功角稳定性并实施控制策略,能很好反应系统电力系统本质及运行情况。     

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.     

基于WAMS的河南电网动态特性监测分析

针对河南电网在特定扰动下所产生的功率振荡问题,采用傅里叶变换、小波变换和Prony算法分析了河南电网广域测量系统提供的扰动数据,计算了振荡参数。分析过程和结果显示,各种方法对信号的处理能力和所提供的信息各不相同。在不同的扰动下河南电网均具有较强的阻尼,但被激发的动态特性存在差异。研究分析表明,采用适当的方法,基于WAMS系统的电网动态特性监测和分析可为区分不同的扰动和处理振荡提供丰富的信息。     

华北电网广域实时动态监测系统

基于同步相量测量技术的电网实时动态监测系统能在线监测系统动态过程的全貌,同时,其记录的电网扰动事件数据有助于对仿真系统的模型与参数进行离线校核.文章结合华北电网实时动态监测系统的研制,论述了该系统的构成、主要功能和特点.该系统一期工程由华北网调主站系统和安装在7个关键发电厂和变电站的子站装置构成,子站与主站之间通过调度数据网连接.文章结合东北500kV系统三相短路大扰动试验介绍了该系统在华北电网中的实际应用情况.     

广域测量系统中刀片式构架相量数据集中器的设计与实现

基于同步相量测量技术的广域测量系统(WAMS)为电力系统各领域的研究和开发提供了全新的数据支持平台。相量数据集中器(PDC)是WAMS中连接同步相量测量单元(PMU)和测量主站的关键环节,目前多数解决方案是采用工控机来实现。实际情况表明,基于工控机的PDC在可靠性和可扩展性方面存在明显不足。采用刀片式构架理念设计的新型PDC极大地提高了其在可靠性和可扩展性方面的表现,特别是对基于IEC 61850标准过程层总线的智能变电站有很好的适应性,实际运行验证了所提出的解决方案有效、实用。