广域测量技术在电力系统中的应用

阐述了广域实时动态监测系统对电力系统安全稳定运行的重要性,介绍了该系统在国内外的工程应用情况,概述了子站、主站和通信系统的结构及功能,探讨了广域动态监测系统面临的问题,展望了广域动态监测系统的发展方向和在电力系统中进一步的应用前景.     

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.     

广域测量系统在电力系统中的应用研究

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需求,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,论述了同步相量测量方法的原理,重点阐述了WAMS在电力系统中的应用,最后论述了它的未来发展趋势.     

基于广域测量系统的电力系统稳定控制

近年随着电网规模扩大、区域系统互联,电力系统出现一些现有方法难以解决的稳定问题,例如,如何持久有效地抑制区间低频振荡等,而同步相量测量技术的发展及广域测量系统(WAMS)的建设为此提供了新的手段.重点结合实际系统应用说明了当前世界上WAMS发展现状及其在电力系统保护与稳定控制中的应用实例.首先,介绍了PMU及WAMS的基本原理与历史发展过程;其次,在详细说明美国与中国WAMS发展现状的基础上,概述了各主要WAMS的规模和PMU的性能水平.最后,从非连续控制及连续反馈控制2个方面介绍了WAMS在电力系统稳定控制中的实际方案.     

广域测量技术在电力系统应用中关键技术问题

广域实时动态监测系统对电力系统安全稳定运行及监测具有重要作用.针对国内外广域动态测量系统建设所遇到的一些关键性技术问题进行了讨论,从子站的布点、测量方法、GPS授时、通信以及主站的平台、与EMS系统的互联和高级应用功能等方面进行了探讨,提出了有益的建议,为广域电网实时动态监测系统的建设提供有益的指导.     

考虑时滞影响的电力系统稳定分析和广域控制研究进展

计算机技术、网络技术和通信技术的快速发展及其在电力系统中的广泛应用,使得电力系统的监测、分析和控制方式向着广域化、网络化和智能化方向发展。在此发展过程中,一个不容忽视的问题就是信号传输和处理过程中时滞的影响。文中首先对广域测量系统的时滞特性进行了分析,接着对国内外考虑时滞影响的电力系统建模、稳定分析和广域控制3个方面的最新研究成果进行了综述,指出常规电力系统稳定分析方法与考虑时滞的状态估计方法相结合具有工程实践价值,并认为在电力系统时滞特性的定量分析、信息和电力网络综合建模、考虑时滞的状态估计以及基于时滞电力系统动力模型的稳定控制方面仍需进一步深入研究。最后展望了时滞电力系统稳定分析和广域控制可能的研究方向。     

广域电力系统负荷整体建模方法

针对广域电力系统中负荷节点面广量大的特点,明确了广域电力系统负荷建模的思路,即充分利用广域测量信息来建立系统化评价指标,探索广域多点同步确定负荷模型参数的方法,对节点分类,对参数分级。提出了广域电力系统负荷建模的方法,即确定负荷节点分类的特征变量,进行负荷节点分类,建立系统化指标,辨识负荷参数。通过仿真算例,验证了多负荷节点同步建模的可能性和所提出的方法的有效性。最后对广域电力系统负荷建模进一步研究的内容提出了建议。     

基于广域测量系统的电压稳定动态监测

基于同步相量技术的广域动态测量系统,可以在时空坐标下监测电力系统动态运行特性,弥补了现有 SCADA 系统和故障滤波系统的不足,为大电网动态电压稳定监测奠定了基础.介绍了WAMS的基本原理,接着比较详细地阐述了电压稳定在线监测系统的内容及其在线应用的具体实现方法.在EPRI-36节点系统上的仿真结果验证了该监测系统的有效性.     

基于广域测量系统的电压稳定动态监测

基于同步相量技术的广域动态测量系统,可以在时空坐标下监测电力系统动态运行特性,弥补了现有 SCADA 系统和故障滤波系统的不足,为大电网动态电压稳定监测奠定了基础。介绍了WAMS的基本原理,接着比较详细地阐述了电压稳定在线监测系统的内容及其在线应用的具体实现方法。在EPRI-36节点系统上的仿真结果验证了该监测系统的有效性。     

广域测量系统在华东电网中的应用

介绍了华东电网的广域测量系统（WAMS）的结构、功能以及应用情况。还对华东电网新一代WAMS系统，即广域监视分析和系统保护系统（WAMAP）的结构、功能以及未来的发展进行了介绍和分析。WAMAP加强了数据整合和实时分析功能，能够为调度人员提供高质量的电网实时动态信息和辅助决策信息。     

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。     

新型功角与相量广域测量系统及其在河南电网中的全面实施

提出一种新型功角测量原理,具有不需专门安装探头、不需停机安装、可在任意时刻启动的特点。在此基础上研发了功角与相量测量单元APMU(Angle&PhaseMeasurementUnit)。对河南电网内全部发电厂安装了APMU,4个500kV枢纽变电所安装了相量测量单元PMU(PhaseMeasure鄄mentUnit),构成系统级的广域测量系统WAMS(WideAreaMeasurementSystem)。介绍了该WAMS的系统结构,实现了功角监视、同步故障录波、引入状态估计的功能。     

电力系统广域继电保护研究综述

分析了传统继电保护在保障电网安稳运行时存在的问题,对基于广域信息的继电保护研究涉及的主要内容进行了综述,包括:在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护.在线整定的目的是根据系统运行方式的变化,调整保护定值至最佳状态.计及的运行方式变化包括:电力设备投退、发电机出力与负荷变化等.潮流转移识别旨在防止传统后备保护的不适当动作引发电网连锁跳闸事故,主要方法有:支路开断前后输电断面的有功潮流比较、相邻支路电流比较.广域后备保护利用电网多点量测信息确定故障元件的具体位置,从根本上克服了传统后备保护整定复杂、可靠性低的问题.主要研究包括:基于传统主保护理论的故障识别算法、广域信息的容错性算法.最后,提出了以基于故障元件识别的广域后备保护为基础,构建面向智能电网的广域继电保护系统,并对其发展方向进行了展望.     

采用广域测量信号的PSS参数优化设计

为了解决传统的电力系统稳定器PSS(Power System Stabilizer)因局限于反馈本地信号而不能很好地抑制区域模式的问题,针对区域模式装设引入广域测量信号的PSS,针对地区模式装设引入本地信号的PSS。根据参与因子确定PSS装设地点,然后应用遗传算法对其参数进行协调。由于PSS反馈远方信号,设计时考虑了通信延迟的影响。算例表明,提出的方案能够较好地抑制低频振荡。     

广域智能控制系统平台构建方案

为了更好地保障国内跨区电网安全稳定可靠运行,笔者在现有的电网控制系统基础上,介绍了多种技术形成的广域智能控制系统平台方案的构建,实现了包括广域差动保护、广域稳定控制、失步解列、频率电压紧急控制等多层次的快速协同控制和跨多个变电站系统级的同步采样及远程实时通信.     

基于广域量测的交直流混联系统发生扰动后稳态频率预测算法

随着直流输电工程的广泛应用,交直流混联系统已经成为电网的发展趋势。针对含不同类型高压直流的交直流混联系统提出了其发生扰动后的稳态频率快速预测算法。该算法以广域量测系统得到的扰动后瞬间数据为基础,通过联立交流系统的发电机调速器方程、负荷静态模型方程、系统网络方程与不同类型高压直流系统的换流器稳态模型方程、直流网络方程、控制方程,得到了交直流混联系统的稳态频率预测方程。利用牛顿-拉夫逊法对该方程进行求解,可以快速、精确地计算得到电网发生扰动后的稳态频率。对一个典型的22节点交直流混联系统进行仿真分析,结果验证了所提算法的准确性和适用性。     

广域保护的研究与实现

将广域保护研究与实现的全过程进行技术总结。     

广域时滞电力系统控制器的优化算法及其应用

随着电力系统规模的不断扩大,控制信号在广域环境下产生的时滞现象会对电力系统的稳定运行产生难以忽略的负面影响。基于 Lyapunov稳定性理论,研究在时滞影响下,基于状态反馈的广域电力系统控制器的设计问题。首先,通过构造 Lyapunov-Krasovskii泛函,运用矩阵解析方法,得到了基于非线性的矩阵不等式结构;然后,将不等式中的非线性项做线性化处理,使其转化为隶属于线性矩阵不等式的锥补问题,在迭代求解时,对迭代次数进行了优化,平衡了迭代时间与时滞上界的关系。最后,通过仿真算例验证了所得控制器不仅具有较低的保守性,而且具有较快的响应速度,在工程上有较高的实用性。     

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。