基于GPS同步信号源的分布式电能计量检测系统

电网中部分数字化变电站中存在分布式电能计量系统,该系统无法用原有的标准源或多功能校验仪对其进行现场检测。该文针对此问题介绍一种基于GPS的同步电压源和电流源及相应电能脉冲检测装置构建的检测系统,充分利用GPS同步技术和无线网路通信技术,采用电能脉冲比较法。通过无线路由和电脑连接,在检测软件控制下可实现自动检测,有效解决了分布式电能计量现场检测难题。     

基于WAMS的电力系统机电暂态过程动态状态估计

广域同步测量系统(wide area measurement system, WAMS)作为一种量测手段,不可避免地会存在量测误差和坏数据。如果对WAMS量测数据不进行估计而直接应用,将有可能导致采取错误的控制策略,甚至恶化系统状态,造成严重后果。针对该问题,根据WAMS实测数据,提出了一种电力系统动态过程中发电机状态变量估计的新方法。该方法将发电机转子运动方程与外部网络解耦,进而给出对WAMS实测功角轨迹进行估计的模型,提出了相应的坏数据检测和剔除方法以及整体算法流程。仿真结果表明该方法可以实时提供估计后的发电机状态信息,有效减小WAMS量测数据误差及坏数据的影响,为基于WAMS的各种动态应用与实时控制打下了基础。     

分布式稳定控制仿真测试系统的研制及应用

为简化稳定控制系统的现场测试工作,开发了一种新型分布式区域稳定控制仿真测试系统。该系统由仿真后台、稳定控制仿真测试装置和外部GPS构成。通过仿真后台的仿真软件对电力系统进行故障仿真,故障仿真的数据通过仿真测试装置执行输出,仿真测试装置通过外部GPS保证输出的严格同步,从而将仿真数据同步输入到各分布式稳定控制装置,以检验系统故障时各稳定控制装置的逻辑策略、动作情况等。现场应用结果验证了该系统的正确性。最后总结了该系统的优势和不足。     

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。     

一种用于广域电力系统稳定器控制工程的时钟发生器

时钟同步技术是广域测量系统(WAMS)的关键技术之一,基于WAMS的广域电力系统稳定器(PSS)控制系统一般由相量测量单元(PMU)和服务器以及控制机组成,时间同步和时延控制是广域PSS控制应用取得成功的决定性因素。探讨了广域PSS控制系统中时间同步的需求,针对PMU Server及控制端的时钟同步应用,提出了一种结合GPS授时和CPU时间戳计数器(TSC)守时的时钟发生器GPS_TSC Clock。该时钟发生器实现简单、可靠,精度高,实验证明该方法能有效提供满足广域PSS控制工程应用的实时时钟。     

多FACTS协调控制数模混合仿真试验

目前,基于WAMS的多FACTS协调控制研究大多局限于理论计算和离线仿真,对于WAMS系统及FACTS装置控制特性的模拟与实际系统还存在一定的差异,为了更加准确地模拟协调控制过程,有必要在接入多种FACTS实际控制器以及PMU装置的实时仿真平台上对协调控制策略进行闭环验证。构建了一种基于WAMS的多FACTS协调控制数模混合仿真试验平台,其拥有强大的数字仿真软件、多种接口装置,多种FACTS的实际控制器PMU装置以及WAMS系统,基于此平台开发了多FACTS协调控制功能模块,能够从WAMS数据库中快速获取数据,按照算法进行实时运算,并将协调控制命令下发给各FACTS控制器。在此平台上,对多FACTS协调控制提高电力系统动态稳定性控制策略进行了试验研究,仿真结果证明了试验平台的实用性和有效性,为基于WAMS的多FACTS协调控制研究提供了新的手段。     

基于广域相量测量系统的电网一次调频能力预测

机组的一次调频能力对电网频率波动后快速恢复具有重要作用,文中关注电网实时的一次调频能力,提出了一种基于广域相量测试系统(WAMS)同步相量测量装置(PMU)数据的电网一次调频能力预测方法。该方法基于WAMS的各发电机组一次调频性能历史统计信息,从时间维度和频差维度两方面统一考虑,在单机贡献电量预测的基础上,计算得到电网在1 min内能快速调出的机组出力。该功能已在江苏电网WAMS中投入实际运行,可为电网的调度控制提供辅助决策。     

广域监控系统研究的新进展

可利用数据分级整合、多智能体通信以及数据库知识发现等手段相结合实现从广域监控系统(WAMS)海量数据中提取有用的信息。同步相量测量研究现主要着眼于算法的改进及测量点的选择,而多路同步时钟源、测量误差综合补偿与消除以及同步相量测量在电能质量分析中的应用等方面的研究今后将会展开。现有通信网络难以满足WAMS高速通信的要求,WAMS通信技术今后主要研究通信系统总体设计和描述划分,以及同步相量通信协议的改进等。WAMS使得在更精细的时间尺度和更广泛的空间尺度上对电力系统进行分析成为可能,今后应着重研究如何实时地给出功角和电压的控制量。未来的WAMS必将是具有并行、分布、开放、协调、容错的智能化监控系统。     

基于DSP的励磁调节器智能检测装置

介绍了1种新型的，集检测、分析、报警于一体的励磁调节器综合性智能检测装置，其实质就是研制1台能满足实时性、精确性方面要求的基于DSP的虚拟同步发电机，以取代现实中的同步发电机组与待测励磁调节器构成闭环系统，从而检测出励磁调节器性能。该检测装置将使得励磁调节器检测过程简单化，同时又能保证检测效果，大大提高了检测效率。文中基于DSP仿真的基础上，对该装置进行了软件和硬件设计，并通过仿真实例验证了该装置设计方案的正确性。     

基于DSP的永磁直线同步电动机初级故障检测装置

为了消除由于永磁直线同步电动机结构和电源电压不对称对瞬时功率造成的影响,采用了TMS320F243型DSP作为永磁直线同步电动机初级故障检测装置,并采用了瞬时功率补偿的方法,对已补偿的瞬时功率纹波进行辨识,用以表征初级绕组中的短路和断路故障信息,完成了对信号的转换、滤波和变换。实验和仿真表明,该装置对初级故障的检测具有较好效果。     

同步控制断路器系统在低压电器试验站的应用

介绍了同步操作原理、同步控制断路器系统工作原理及其在低压电器试验站的应用.通过对CY2000同步控制系统技术参数和特性的介绍,给出了低压电器试验站的典型应用和主要参数设置.应用结果表明,该系统可提高合闸的稳定性和便捷性.     

基于广域测量系统的电力系统动态仿真验证策略

对后验仿真准确度的研究是电力系统仿真可信度研究的重要组成部分,但当仿真与实测有差异时,如何进行仿真验证工作成为一个难题。根据广域测量系统（WAMS）能够提供独立于模型和参数的动态过程同步数据的特点,提出了基于WAMS的电力系统分层分块的动态仿真验证策略。分层策略利用电网由不同电压等级所组成的特点将电网分层,在不同层次上进行仿真验证;分块策略则是利用电网结构按照元件和区域的思想将系统进行解耦来实现仿真验证。通过上述策略,将WAMS量测值作为电网数值仿真的动态等值输入,实现了仿真的解耦,缩小了定位引起仿真误差元件的区间。结合电力系统仿真软件PSS／E给出了基于WAMS的分层分块仿真验证策略的工程实现途径。     

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.     

基于逆变器的永磁同步电机端口特性模拟及控制技术研究

文章提出了一种基于逆变器的永磁同步电机模拟系统,该系统可在电机驱动测试中取代实际电机和机械测试平台。文章采用亚当斯法建立永磁同步电机的数学模型,模拟电机可实时计算出当前时刻电流和转速等电机状态量。采用改进内模控制器,控制逆变器准确跟踪指令电流,保证电机模拟器电流跟踪的快速性和准确性。设计的龙伯格转矩预估观测器,使电机产生高频脉动转矩以抵消电机转矩的波动。对设计的电机模拟器进行空载启动、突加负载2种典型运行状态的验证,仿真结果表明该电机模拟系统性能良好,能够准确高效的模拟永磁同步电机电机端口的电流特性。     

WAMS关键技术及其在湖南电力系统中的应用

广域测量系统WAMS将成为电力系统在线分析、实时监视和实时控制的基础平台,对其关键技术进行深入分析和研究意义重大。因此介绍了近十年来对WAMS关键技术的研究结果及其在实际运行的WAMS??"湖南电力系统状态GPS同步监测系统"中的应用情况。在子站装置的实现方面,介绍了基于信号过零检测法的实用相量测量单元PMU的原理与实现方法;提出了一种基于转子位置传感器的同步发电机功角直接测量方法;提出了余数分摊法和渐进同步法,并实现了具备高精度和高稳定性的全球卫星定位系统GPS同步时钟。在WAMS的运行模式和同步数据交换方面,提出了WAMS的广域同步并行处理运行模式和实现同步数据交换的远程内存映射方法。在WAMS的功能方面,介绍了WAMS的长期连续实时录波器和同步监测数据的共享方法。这些方法都已实际应用于"湖南电力系统状态GPS同步监测系统"中,且经过长期的运行考验被证明是正确和有效的。     

基于线性矩阵不等式理论的广域电力系统状态反馈控制器设计

应用基于同步相量测量单元的广域测量系统进行广域控制时,反馈信号的传输时延是不能忽略的。作者根据实际电力系统的特点构造了部分状态含时延的状态反馈控制器,应用线性矩阵不等式理论提出了时滞依赖的稳定性条件,根据该条件不仅能得到保证系统稳定的控制器,而且可以得到保证系统稳定的最大允许时间延迟。最后以4机系统为例,用时域仿真的结果说明所得控制器的性能及该方法的有效性。     

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。     

基于STATCOM的超级电容储能系统的风电并网

为了提高电网的电能质量,探讨了一种与永磁同步发电机(PMSG)相连接的电网控制和运行策略。该电机以直驱变速风电机组和静止同步补偿器(STATCOM)为基础,STATCOM的应用是通过风力涡轮机的不脱网运转能力来提高了系统性能,发电机侧变换器的控制策略是应用STATCOM控制器实现传输效率最大化。通过Matlab对其进行了仿真验证。仿真结果表明,带有STATCOM的超级电容器能量存储系统能够提高风能系统电网故障或扰动时的稳态和动态性能。     

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.     

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。