基于OPNET的广域测量系统仿真与通信延时性能分析

广域测量系统对实时性要求严格,而通信延时是影响实时性的重要因素。通信延时作为广域测量系统延时的重要组成,带有不确定性,因此成为其通信性能研究的重点和难点。对广域测量系统的通信设备、通信业务和通信网络拓扑进行建模,并依此对电力系统稳态工况、故障工况和网络设备故障工况三类场景进行仿真。由此得到在不同工况下广域测量系统的通信延时大小,从而评估分析该系统的现状和瓶颈。为广域测量系统的研究分析提供了新方法,同时为其规划与建设提供了参考意见。     

广域测量系统研究综述

广域测量系统WAMS(Wide Area Measurement System)主要源自电力系统时间上同步和空间上广域的要求,利用全球定位系统GPS(Global Position System)时钟同步,进行广域电力系统状态测量。回顾了国内外WAMS的发展概况。介绍了WAMS的结构,对现有功角和相量测量原理进行了比较。最后论述其同步故障录波、引入状态估计、功角监视等应用功能及发展趋势。     

广域测量系统在电力系统中的应用

介绍了广域测量系统及其总体构成,在此基础上介绍了广域测量系统在电力系统中的应用,并展望了其未来的发展动向.     

关于广域测量系统及广域控制保护系统的评述

评述广域测量系统及广域控制保护系统的构成、关键技术及应用领域,提出广域测量预警控制系统的概念.分别讨论了基于纯相量测量单元(PMU)数据的应用功能,以及结合PMU数据与模型仿真结果的应用功能.在此基础上指出广域测量预警控制系统理论和应用的瓶颈及可能的解决途径.     

PMU在电力系统中的运用

介绍了同步相量测量装置的技术原理以及基于同步相量测量单元而发展起来的广域测量系统的发展情况,并介绍了广域测量系统在电力系统状态估计、动态监视以及稳定控制方面的运用。     

广域测量技术在电力系统中的应用研究进展

大规模交直流混合电网的建设和发展,对电力系统稳定和控制在空间广度和时间维度上提出了更高的要求。广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)的同步量测数据在空间和时间上满足上述要求,因而研究WAMS技术在电力系统中的应用十分必要。从WAMS的结构和原理出发,总结了近五年来广域测量系统在电力系统动态监测与故障分析、辨识与估计、系统稳定控制和广域保护等方面的研究进展,并详细分析了其中存在的问题。最后展望了广域测量技术需要进一步研究的问题,指出基于WAMS技术构建大规模互联电力系统的广域安全监测及控制系统是一个很有意义的研究方向。     

基于广域测量系统和EEAC法的互联电网稳定分析

介绍了广域测量系统和EEAC法,对广域测量系统和EEAC法应用于互联电网的预防控制、紧急控制以及校正控制提出自己的设想.     

广域保护(稳控)技术的现状及展望

在电网保护控制中,稳控系统是基本定位于常规保护及数据采集和监测控制系统/能量管理系统(SCADA/EMS)之间的系统保护控制手段,是互联大电网不可少的保护措施.1965年北美大停电后,开始了这类系统装置的开发应用,到80年代已积累了不少的实际运行经验.各大电网的规划、运行、调度均对这类系统的功能及运行提出了明确的要求.随着计算机技术及通信技术的发展,新一代的稳控技术正在形成,这就是基于广域测量系统及在线动态安全分析的广域保护.广域测量系统已经在北美运行5年以上,而基于广域测量系统的稳定控制及其它应用也逐渐在实际电网中有一些试运行的成果.     

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。     

广域测量系统的数据记录密度探讨

国家电网公司对广域测量系统（WAMS）的定位是：“主要采集处理电力系统动态数据”。根据这一定位,对广域测量系统的数据记录密度进行了探讨。提出,随着串联补偿装置及直流输电的广泛应用,广域测量系统的数据记录密度应具备对次同步振荡过程进行监测分析的能力。同时,结合信号处理知识提出,要实现对次同步振荡动态过程的正确监测分析,动态数据的记录密度应达到100帧/秒以上。利用托克托电厂6#机做扭振试验时华北电网广域测量系统的实际记录数据,进行了不同数据记录密度下的频谱分析,分析结果充分论证了本文的观点。     

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。     

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WAMS的电网稳定控制中的时滞问题及一种控制策略

基于广域测量系统(WAMS)的大电网稳定控制是目前学术和工程界的研究热点。在WAMS环境中,一个不容忽视的问题就是PMU信号传输和处理过程中时滞的影响。介绍了同步相量测量技术和以此为基础的广域测量系统的四种结构,分析了PMU信息对区域电网控制的影响,在此基础上针对PMU信息滞后的特点提出了一种闭环区间阻尼控制策略。     

特高压联网区域实时小干扰稳定分析策略

基于特征值分析法、并行计算技术和低频振荡在线辨识技术,提出一种互联电网小干扰稳定实时分析策略。传统的特征值分析法存在缺根和计算速度慢的缺点,无法达到小干扰稳定分析实时应用的需求;随着广域测量系统的发展,模态辨识方法被用来在线监测电网的低频振荡,但是该方法提供的结果信息有限。所提出的实时小干扰分析方法将低频振荡在线辨识和特征值计算相结合,有效利用广域测量系统提供的辨识结果,进行深度小干扰稳定分析,能准确、全面地实时评估电力系统小干扰稳定情况,为调度人员及时地采取有效抑制振荡的控制措施提供依据。特高压联网区域的实际算例计算,验证了该方法的准确性和有效性。     

山东电网广域实时动态监测系统

介绍了基于同步相量测量技术的山东电网广域实时动态监测系统,它首次在国内使用国产"北斗一号"卫星导航系统为PMU提供备用授时信号,并采用可观性分析和同调性分析结合的方法,从理论上提出布点方案,对电网进行布点规划。详细介绍了系统的构成、主要功能和特点,并对其发展前景进行了展望。     

基于广域测量系统的状态估计研究综述

广域测量系统（WAMS）的逐步发展给电力系统在线分析方法提供了一个新思路。针对WAMS测量精度高、具有同步相量测量功能以及数据传输快等特点，分别从引入高精度节点电压相量量测的状态估计算法、引入高精度支路电流相量量测的算法、引入全部WAMS量测的算法以及其他与WAMS状态估计相关的问题等4个方面，介绍了目前引入WAMS量测的各种状态估计算法；并详细分析了各种算法的优缺点和适用范围，从工程应用出发研究其可行性，对部分算法给出了改进措施。讨论了WAMS的不良数据检测与辨识问题、相量测量装置（PMU）的最优配置问题以及基于PMU的动态状态估计和谐波状态估计等与WAMS状态估计相关的其他问题。     

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。     

SVC广域辅助控制阻尼区域间低频振荡

SVC已经广泛应用于电力系统的无功支持和电压控制,广域测量系统在国内外也已有许多工程应用.本文利用广域测量信号为输入设计SVC的附加阻尼控制(PSDC).首先阐述了SVC提供阻尼的机理,然后提出了综合留数指标的概念,并据此选择具体的控制输入信号;接着基于测试信号法和留数根轨迹方法相结合进行PSDC的参数设计;并利用PSS/E进行了特征值分析和时域仿真分析验证了所设计的附加阻尼控制器的有效性.最后针对国内某实际电网外送工程中安装的SVC设计了相应的阻尼控制器,时域仿真证明了SVC广域附加阻尼控制的有效性.     

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.     

A review on synchrophasor communicationsystem: communication technologies,standards and applications

The present-day power system is a complex network that caters to the demands of several applications with diverse energy requirements. Such a complex network is susceptible to faults caused due to several reasons such as the failure of the equipment, hostile weather conditions, etc. These faults if not detected in the real-time may lead to cascading failures resulting in a blackout. These blackouts have catastrophic consequences which result in a huge loss of resources. For example, a blackout in 2004 caused an economic loss of 10 billion U.S dollars as per the report of the Electricity Consumers Resource Council. Subsequent investigation of the blackout revealed that the catastrophe could have been prevented if there was an early warning system. Similar other blackouts across the globe forced the power system engineers to devise an effective solution for real-time monitoring and control of the power system. The consequence of these efforts is the wide area measurement system (WAMS). The WAMS consists of several sensors known as the phasor measurement units (PMUs) that collect the real information pertaining to the health of the power grid. This information in the form time synchronized voltage and current phasors is communicated to the central control center or the phasor data concentrator (PDC) where the data is analyzed for detection of power system anomalies. The communication of the synchrophasor data from each PMU to the PDC constitutes the synchrophasor communication system (SPCS). Thus, the SPCS can be considered as the edifice of the WAMS and its reliable operation is essential for the effective monitoring and control of the power system. This paper presents a comprehensive review of the various synchrophasor communication technologies, communication standards and applications. It also identifies the existing knowledge gaps and the scope for future research work.