面向主动配电网的同步相量测量算法综述

大量分布式能源的并网,使得配电网中的电源点增多,动态行为日趋复杂。基于同步相量测量技术的广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)能对电网部分关键节点进行实时的监测与分析,能有效的提高电网运行的可靠性。结合中外文献,分析了当前同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)应用于主动配电网的瓶颈,分别讨论了当前频率跟踪和同步相量测量算法的优缺点,最后总结出能够实际应用的方法及广域同步相量在主动配电网的发展趋势。     

电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验

介绍了一种新型电网广域动态安全监测系统及其动态模拟试验.该系统由3部分组成:以相量测量单元(PMU)为核心的子站系统、以同步相量数据平台为核心的主站系统和分析中心站高级应用系统.PMU在子站实现相量的同步实时测量和打包发送;主站系统对来自子站的相量数据进行再同步处理、存储管理以及转发,为高级分析功能提供实时的或历史的相量数据;分析中心站集成了用于实时在线监视与事后分析的软件.在清华大学电力系统大型发电设备安全控制与仿真国家重点实验室用3机9节点的试验系统,对该系统的性能进行了全面测试,进行了精度测试以及短路故障、线路无故障跳开和断线等多种扰动下的模拟试验.试验结果表明,该系统具备了对实际电网动态过程进行广域实时监测与分析的能力.     

基于太阳能发电系统的分布式电网并网研究

实现分布式发电系统的有效并网是分布式电网主要的一个发展方向。以太阳能发电系统为例对分布式电网的并网系统展开研究。着重分析了在光伏并网过程中出现的孤岛效应,同时在远程智能孤岛检测设计中提出了基于电力系统同步相量检测单元(PMU)的孤岛效应检测方案。最后给出了光伏并网流程,提高分布式电网并网的安全性与稳定性。     

基于Hadoop的同步相量数据处理平台性能分析

智能电网的发展必然带来骤增的数据量,对其进行实时分析和控制的难度也随之增加。对此,电力部门的解决办法是使用同步相量测量单元(PMU)和GPS实现实时测量与定位,从而实现全网数据的同步性。但PMU的数量随着智能电网的发展不断增长,其数据量的复杂程度以及增长速度是进行实时分析和控制时所面临的一大挑战,使用传统的关系数据库技术处理有很大难度。文章针对智能电网的大数据进行了分析,提出了一种基于Hadoop的智能电网同步相量数据分析的新框架,实现了分布式并行分析大规模的同步相量数据集,并利用Map Reduce对Hadoop的2个性能指标进行测试,通过并行计算节点分析验证了该框架的有效性。     

基于瞬时值比较的PMU动态性能在线评测方法及系统

同步相量测量单元(PMU)的动态性能,是广域测量系统(WAMS)的各项高级应用可靠性的重要基础。提出一种基于大扰动的特征动态时段的瞬时值比较的PMU动态性能评测方法。将PMU相量数据还原为相量暂态录波数据,获取对应的实际暂态录波数据,分析两者在相关性、相量算法快速响应、纯幅值缩放和总体相似性上的差异,对PMU动态性能进行全面定量的评价。采用实际现场PMU数据验证了上述理论分析的正确性和可行性。此外,设计了在线评测系统,可应用于实际电网运行过程中实时监控和评价PMU动态性能。     

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。     

电网同步相量测量装置（PMU）

在发电厂和变电站安装相量测量单元（Phasor Measurements Units,PMU）,它将带时标的相量数据打包并通过高速通信网络传送到数据分析中心,并可计算系统惯性中心相角和各机组、母线的相对相角,进一步由相应的应用程序,对相量数据执行实时评估以动态监视电网的安全稳定性,或进行离线分析为系统的优化运行提供依据。     

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。     

内蒙古电力广域测量系统的结构及功能分析

介绍了蒙西电网广域测量系统(以下简称WAMS)的发展概况及WAMS主站、子站的结构和功能。WAMS采用同步相量测量技术,通过逐步布局全网关键测点的同步相量测量单元(以下简称PMU),实现对全网同步相量及电网主要数据的实时高速率采集,其中WAMS主站由前置通信子系统、实时库子系统、历史库子系统、实时显示界面子系统、历史数据界面子系统、高级应用子系统等9个子系统构成,WAMS的应用,可实现对全网的动态过程监测,为控制中心主站实现全网的在线动态安全稳定分析提供足够的数据来源。     

一种新型分布式PMU装置的研制

PMU是电力系统实时动态监测系统及广域测量系统的核心单元。本文从实际应用出发,研制出基于广域同步采样的分布式同步相量测量装置(PMU)。详细介绍了其结构和组成,从系统结构、硬件结构、软件结构、通讯接口以及GPS同步采样等部分分别阐述了其特点。该装置既能提供动态过程的同步相量数据,也能提供稳态测控过程的SOE报文和遥测遥控功能,可作为一种动态测控装置应用在动态EMS(DEMS)或WAMAP中。该PMU装置已通过华东电力试验研究院的应用性能测试。     

电力系统实时相角监测系统动模试验研究

介绍了一种新型电力系统实时相角监测系统及其动态模拟实验结果。实时相角监测系统由参考相角测量装置、相角测量装置、调度端计算机和通信系统构成 ,实现了全网集中相角监视。构造了 3机动态模拟实验系统 ,对实时相角监测系统进行了全面的测试 ,包括正常工况、短路和低频震荡 ,验证了实时相角监测系统在动态情况下所有相角测量装置录波的启动、录波数据的传递等 ,实验结果令人满意     

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。     

电网相量同步测量技术及应用

为动态监测全网,分析了常规电网监测系统的缺陷,介绍了基于GPS(全球卫星定位系统)和现代通信技术的全新电网监测和控制手段——全网相量同步动态监测技术和系统,包括该系统中相量测量装置的设计原则、核心算法、系统通信方式的选择等关键技术及其应用前景,重点阐述了该技术在系统动态过程监测、不稳定预测、系统状态估计和失步保护与故障定位等方面的应用。基于电网相量同步测量技术的动态监测系统,改变了常规电网监测系统的状态估计和控制方式,提供了直接电网监测和控制的依据,提高了整个系统的可观性。调度员可实时观察到全网各节点间相角差的变化情况,并作出调度和稳定控制策略。它在电网监测和安全稳定控制上开辟了一个新的领域,在电力系统的动态分析中有很大应用前景。     

分布式相量监测系统采集单元测试软件的开发

详细介绍了分布式动态相量监测系统数据采集单元的测试软件TS-1。针对以往设备调试过程中操作烦琐、耗时长等困难,开发了数据采集单元的测试软件TS-1。该软件基于Windows2000操作系统,利用多线程技术,采用基于帧的通信协议即用户数据报协议(UDP),以多播的方式加入多播组,实时采集数据采集单元上送的数据报文,按照装置的通信协议,分析接收到的数据,判断装置各插件的工作状态。该软件的使用缩短了设备的调试周期,方便了现场工程师的调试。     

Communication infrastructure for situational awareness enhancement in WAMS with optimal PMU placement

Real time monitoring and control of a modern power system has achieved significant development since the incorporation of the phasor measurement unit (PMU). Due to the time-synchronized capabilities, PMU has increased the situational awareness (SA) in a wide area measurement system (WAMS). Operator SA depends on the data pertaining to the real-time health of the grid. This is measured by PMUs and is accessible for data analytics at the data monitoring station referred to as the phasor data concentrator (PDC). Availability of the communication system and communication delay are two of the decisive factors governing the operator SA. This paper presents a pragmatic metric to assess the operator SA and ensure optimal locations for the placement of PMUs, PDC, and the underlying communication infrastructure to increase the efficacy of operator SA. The uses of digital elevation model (DEM) data of the surface topography to determine the optimal locations for the placement of the PMU, and the microwave technology for communicating synchrophasor data is another important contribution carried out in this paper. The practical power grid system of Bihar in India is considered as a case study, and extensive simulation results and analysis are presented for validating the proposed methodology.     

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在西北电网自动化系统中的接入

从装置接入的角度简要介绍了PMU(同步相量测量装置)的原理、功能,描述了PMU装置的数据处理类型、子站与主站的通信流程等技术。多方面的经验表明,PMU装置作为WAMS系统的基础,为电网动态实时监测提供了新技术和新手段,必将对电网的安全稳定运行起到重要的作用。     

Reliability Evaluation of Phasor Measurement Unit: A System of Systems Approach

The phasor measurement unit has emerged as a complex, real-time measurement and control system necessitated by the modern power system, the most complex machinery. The extensive installation of phasor measurement units in recent times requires secure and reliable operation. The existing reliability models for phasor measurement unit reliability analysis are constrained by assumptions that disregard the inherent complexity, thus calling for the necessity of a system of systems engineering based reliability model for phasor measurement units. Such a system of systems engineering based model paves the way to accommodate different functional and logical relationships in a suitable way. Another major contribution of this article is the use of statistics of extremes to take into account the scarce failure data for phasor measurement units, which are recent in origin. The results reported in this article validate the efficacy of the system of systems engineering based reliability model.