基于响应的电网暂态稳定态势在线量化评估方法

广域测量系统工程化成熟应用为基于响应的电网暂态稳定分析与控制研究提供了新的契机,而暂态稳定态势在线量化评估是关键。以单机无穷大系统为例研究并证明不同观测支路比例段的静态和暂态稳定态势剖分特性,即同趋和同达失稳点特性。该剖分特性表明,可间接利用发电机端口外网络的相量测量装置有效测量信息评估电网暂态稳定态势的可行性。根据发电机转子加速度方程,严格推导电网任意机组对的等效单机系统虚拟功角特性正弦函数表达式,并基于该表达式,提出一种基于响应的电网暂态稳定裕度指标。用IEEE-9节点和新英格兰10机39节点系统进行仿真,验证了所提方法的有效性及工程可操作性,为基于响应的电网暂态稳定在线监控提供了有力的技术支撑。     

基于WAMS和EMS的电压稳定在线评估系统

介绍了基于WAMS和EMS的电压稳定在线评估系统的框架结构、功能模块和工程应用情况。利用EMS系统中全面的网络结构、参数及静态量测信息,求得基于网络模型的各负荷节点戴维南等效参数。以该等效参数作为初值,对各PMU采集负荷节点的轨迹信息进行戴维南等效参数跟踪辨识及阻抗模指标计算,并构建了便于量化评估暂态电压稳定可接受性的面积型指标,进而实现针对WAMS系统的静态或暂态电压稳定在线评估。该系统充分利用了WAMS系统的速度、精度、同步及EMS系统的信息全面优势,在河南省电力公司调度中心的应用体现了较好的工程使用价值。     

基于交替方向乘子法的电网电压相量轨迹拟合及暂态稳定评估指标构建

电力系统暂态稳定态势量化评估是大电网在线安全防御的主要部分，而如何针对电网动态轨迹信息构建暂态稳定预估指标是关键。电网电压相量轨迹信息蕴含更丰富的稳定行为特征。文章以双机系统为例，首先从轨迹几何角度分析了发电机暂态能量转化与电压相轨迹之间演变规律；继而在扩展等面积准则(extended equal area criteria, EEAC)的基础上推理验证了其在多机系统下的普适性；为实现暂态稳定快速预估，提出了一种基于交替方向乘子法的轨迹拟合方法，该方法在拟合精度与速度上具有明显优势；在此基础上，以电压相量轨迹拟合曲线的弧长距离为数据支撑，构建了一种暂态稳定快速预估指标。最后，以新英格兰10机39节点系统与某省级电网的仿真数据为例，验证了该方法评估有效性。     

基于WAMS的电力系统暂态稳定的快速预测

提出一种基于广域测量系统WAMS(Wide areaMeasurementSystem)的电力系统暂态稳定实时快速定量分析的方法。该方法根据PMU实时采集的各发电机转子角速度及电磁功率,通过预测扰动结束后系统运动轨迹和基于暂态能量的轨迹分析法来评估系统的暂态稳定性。在 6机系统上进行仿真计算,结果表明,该方法能有效预测电力系统的暂态稳定性。     

电力系统同步向量测量单元测试方法设计

同步向量测量单元(phasor measurement unit,PMU)作为电网广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的基本组成单元,对电网安全具有重要作用,其实时、准确测量和可靠上传是电网稳定分析和控制的基本前提.为评估PMU子站整体性能,以满足电网对其测量精度和传输可靠...     

基于WAMS的电力系统暂态稳定的快速预测

提出一种基于广域测量系统WAMS(Wide-area Measurement System)的电力系统暂态稳定实时快速定量分析的方法.该方法根据PMU实时采集的各发电机转子角速度及电磁功率,通过预测扰动结束后系统运动轨迹和基于暂态能量的轨迹分析法来评估系统的暂态稳定性.在6机系统上进行仿真计算,结果表明,该方法能有效预测电力系统的暂态稳定性.     

基于PMU和改进支持向量机算法的同调机群在线识别

鉴于现代电力系统中发生暂态稳定问题时,为了给后续的主动解列措施提供依据,需要快速准确地辨识出系统中的同调机群,基于同步相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）实时采集的发电机动态轨迹信息具有高维度和非线性等特点,提出了一种在线识别同调机群的新方法：由PMU得到故障后发电机组的动态功角轨迹量测信息;对PMU量测信息进行标准化处理,生成标准化高维数据;利用留一交叉验证法确定Gauss径向基核函数参数g和惩罚系数C的最优取值,得到准确的分类器;使用此分类器对未知分类的样本进行分类,并得到最终的同调分群结果。仿真结果表明：该方法能有效克服传统方法识别准确率低和速度慢的缺点,能在线识别系统中的同调机群,且兼具识别的快速性和准确性,可满足现代电力系统暂态稳定的在线分析和实时计算等要求。     

基于PMU的机组一次调频特性参数在线监测

提出了一种基于同步相量测量装置（PMU）采集的动态测量数据,在广域测量系统（WAMS）中在线监测机组一次调频特性参数的方法。首先通过实时监视电网频率识别扰动发生,并利用多判据区分频率的大扰动和小扰动,然后采用不同的方法计算机组的一次调频特性参数,包括调速器的调差系数、一次调频死区和延迟时间,评估发电机的一次调频性能,为一次调频的考核及评价提供依据。最后,结合网省调WAMS实际工程实施,介绍了机组一次调频特性参数实测的工程应用情况,对文中所提出的方法进行了验证。     

基于广域测量系统的在线电压稳定预测指标的应用

基于相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)为在线电压稳定估计提供了新的思路和方法。采用π型支路模型,利用同步测量数据推导了可用于高压电网的支路在线电压稳定指标,从物理意义层面将该指标解释为虚拟有功裕度指标IVAM,并提出了一种改进的考虑某一断面IVAM变化趋势的实时电压稳定预测指标。IEEE14节点算例和某省实际电网算例验证了该指标的准确性。改进的电压稳定预测指标算法结构简单、准确度高,便于实现在线应用。     

基于广域测量系统的暂态失稳判别方法适应性研究

分析了在广泛应用相量测量单元（phasor measurement unit,PMU）和广域测量系统（wide area measurement system,WAMS）的情况下,电力系统的受扰轨迹规律,研究了基于WAMS的暂态稳定判别技术,分析了状态量门槛值判别方法、基于相平面轨迹凹凸性判别方法、基于单机能量函数判别方法及基于实测轨迹的扩展等面积准则（extended equal area criteria,EEAC）判别方法等的原理及特点。以2012年南方电网丰大计算数据为基础,以实际系统为研究平台,通过仿真分析验证,从准确性、快速性及对测量的要求等方面,对比分析了暂态失稳判据的优缺点及适用性,为工程化应用提供了重要参考。     

电力系统超低频频率振荡分析及扰动源定位

超低频率振荡是高比例水电系统面临的突出挑战,大量水电机组调速系统及水力系统的负阻尼聚合是激发全网频率振荡的主要原因。频率振荡期间,水轮机接力器往复动作会导致液压系统油压下降,严重时将导致机组低油压而停机,负阻尼振荡将导致系统频率增幅振荡,控制不及时可能触碰系统高/低周控制动作。传统的降低机组有功出力、提高系统电压水平等振荡控制手段对超低频频率振荡抑制没有明显效果,这对系统安全稳定运行带来严重危害。为准确定位超低频振荡强相关机组,提出了利用发电机速度偏差与机械功率获取调速系统振荡能量的计算方法。同时,针对工程中发电机机械功率难以直接测量的难题,研究提出了利用广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)实测的发电机转速和电磁功率合成发电机机械功率的实用算法,可准确计算动态过程中发电机机械功率值,并在电网超低频频率振荡案例分析和大电网超低频振荡预控中验证了该实用算法的有效性。该方法可综合应用同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)/故障录波/WAMS等广域信息,实现电力系统发生超低频振荡时,可对机组控制设备进行精细化定位...     

一种基于广域测量系统过程量测数据的快速暂态稳定预估方法

在高阶Taylor级数法暂态稳定计算方法的启发下,提出了一种以广域测量系统(WAMS)过程测量数据为基础的电力系统暂态稳定快速预估方法。该方法通过对高精度、高密度的WAMS过程测量数据进行插值或曲线拟合等数值运算,得到发电机转子角及角速度的高阶导数,从而利用Taylor级数展开式获得未来时刻的发电机转子角和角速度。理论分析和算例测试表明,该方法能够在数10ms内完成系统未来运行轨迹的预测,为电力系统暂态稳定在线应用提供了一种可行的实现方法。     

一种基于WAMS／PMU的PSS在线评估方法

提出一种基于WAMS/PMU技术的电力系统稳定器(PSS)在线评估方法,给出了判断PSS控制效果的评估指标,该指标综合了PSS增益和相移对控制效果的作用。PMU连续采集待评估机组的输出及其PSS/励磁的控制输出;低频振荡时,WAMS通过高速通信网络采集机组和电网的PMU录波信号,并采用Prony算法对其进行分析,得到各主导振荡模式及其对应PSS输出信号和开环系统的幅频、相频特性,计算各模式的评估指标。对两机等值系统进行了仿真实验,实验结果验证了所提方法的有效性。     

同步相量测量装置运行维护管理分析

同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)是广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)的核心设备,为电网运行提供动态数据和故障信息,因此PMU数据的准确性、可靠性尤为重要。本文从PMU基础数据的可靠性和准确性角度,探讨了主站对PMU的运行管理体系和考核评价体系,实现动态数据的精细化管理。     

基于广域测量系统的功角稳定预测与发电机失步保护的协调控制

针对传统发电机失步保护装置的误动情况,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的发电机失步保护与电网功角稳定的协调控制方法.该方法的稳定判据共包含2个部分:一部分仍采用传统的本地保护装置的信号;另一部分采用基于WAMS的暂态稳定在线预测结果.协调控制部分由一个中心服务器完成,若该中心首先收到保护装置的动作信号,则发出切机命令;若该中心首先收到暂态稳定在线预测结果为稳定的信号,则发出闭锁失步保护装置信号;若该中心首先收到暂态稳定在线预测结果为不稳定的信号,则根据预测的发电机功角轨迹,启动优化切机方案进行紧急控制.以新英格兰节点测试系统的仿真结果为例,证明了该方法的有效性和合理性.     

应对大范围潮流转移的在线电压稳定判别指标

针对交直流混联电网中直流自身闭锁故障后大范围潮流转移引起的电压失稳问题,首先采用PSD-ST(power system department-system transient)程序仿真计算对比论证了在工程实用判据下暂态电压稳定极限与静态电压稳定极限差异较小;然后在总结现有电压稳定评估指标优劣的基础上,提出了基于PMU(phasor measurement unit)量测的综合考虑有功、无功传输影响的电压稳定在线评估指标。基于实际电网的等值算例系统仿真计算表明,该指标既可有效评估负荷缓慢增长方式下的静态电压稳定水平,也可有效评估直流闭锁故障下系统的暂态电压稳定水平。与其他指标相比,该指标所需信息量少、结构简单、物理意义明确,易于在线实现。     

混合量测系统中利用潮流信息的电网故障诊断

为了充分利用广域量测系统(WAMS)的量测信息,提出了一种在混合量测系统中利用潮流信息的故障诊断方法。首先指出了根据WAMS量测量实现故障唯一辨识的数学条件,为PMU配置提供了依据。该方法在运行中准实时地生成预想故障,根据WAMS系统的实时量测获取可观测区域的潮流信息,将其与预想故障进行匹配,进而识别故障。该方法充分利用了PMU与SCADA的量测信息,兼顾了两种量测的特点,可实现对电网故障的在线诊断。仿真表明,该方法准确性高,在PMU配置较少的情况下,也能实现对电网故障的在线诊断。     

基于WAMS预测的电力系统优化切负荷研究

针对当前电力系统暂态稳定控制措施耗时长,难于在线应用的情况,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)预测的电力系统优化切负荷策略.利用WAMS提供的数据列,对系统中各发电机功角8进行数值处理预测故障发生后未来时刻8的运行轨迹;提出利用功角预判轨迹计算不平衡功率的新思路,量化故障造成的系统不平衡功率;借助改进的FVSI电压...     

基于系统同调性的PMU最优布点

从电力系统的同调性出发，优化相量测量单元（PMU）的布点，以最少数量的PMU反映系统在各种扰动下的主要动态行为。该方法利用扩展等面积准则（EEAC）稳定性理论中的主导模式概念，识别所有可能出现的暂态功角失稳模式，并据此将所有的发电机节点划分为不同的同调群。在每个群中选择一台发电机安装PMU，以捕捉关键的功角动态信息。同时，利用暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受性的概念，识别所有可能出现暂态电压问题的相邻母线的子集。在每个子集中选择一条母线安装PMU，以捕捉关键的电压动态信息。根据该最小PMU集提供的动态信息，不但可以正确地定性判断系统的同步稳定性和电压稳定性，并可通过数据挖掘方法评估其稳定裕度。结合华东电网验证了该方法的有效性。     

基于系统同调性的PMU最优布点

从电力系统的同调性出发，优化相量测量单元(PMU)的布点，以最少数量的PMU反映系统在各种扰动下的主要动态行为。该方法利用扩展等面积准则(EEAC)稳定性理论中的主导模式概念，识别所有可能出现的暂态功角失稳模式，并据此将所有的发电机节点划分为不同的同调群。在每个群中选择一台发电机安装PMU，以捕捉关键的功角动态信息。同时，利用暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受性的概念，识别所有可能出现暂态电压问题的相邻母线的子集。在每个子集中选择一条母线安装PMU，以捕捉关键的电压动态信息。根据该最小PMU集提供的动态信息，不但可以正确地定性判断系统的同步稳定性和电压稳定性，并可通过数据挖掘方法评估其稳定裕度。结合华东电网验证了该方法的有效性。