基于广域测量系统的电力系统低频振荡分析及抑制综述

随着电力工业的迅猛发展,电力系统的规模越来越大,在获得更高的可靠性和经济性的同时,大型互联电力系统的低频振荡严重危及了系统的安全运行。而基于全球定位系统(GPS)的广域测量系统(WAMS)的发展和应用为在线分析区间低频振荡模式乃至控制提供了新契机。简要介绍了电力系统广域测量系统的特点,低频振荡的产生机理以及基于WAMS的低频振荡在线分析和抑制方法,并指出了未来的研究发展方向,构建基于WAMS技术的大规模互联电力系统的广域安全监测及控制系统将是很有意义的研究方向。     

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。     

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。     

基于广域测量系统的地区电网稳定性研究

在介绍了广域测量系统(WAMS)基本概念和架构的基础上,将广域测量技术与地区电网稳定相联系,提出了基于WAMS的地区电网稳定性研究方法,并分别采用深度优先算法、模拟退火算法、最小生成树算法及N-1安全递归算法对地区电网PMU的优化配置问题进行讨论。此外,分析了WAMS在地区电网稳定性研究中的相关应用,如系统动态监测、状态估计及稳定预测控制、系统模型验证及参数校正、系统广域保护与故障定位、故障录波等,并对WAMS在地区电网中的应用做出了展望。     

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。     

基于实测广域测量轨迹的在线电压稳定分析方法研究

随着电力系统的广域互联并考虑电力市场背景下的互联经济性,系统运行越来越接近其稳定边界,因此对于电压稳定的在线实时分析提出了更高的要求.基于广域测量系统（wide-area measurement system,WAMS）实测数据提出了一种在线电压稳定监测指标.该指标基于π型等值模型推导,考虑了线路分布电容的影响,更接近实际电网的特性,同时算法形式简单,便于微机实现.通过EPRI-36算例进行验证,结果分析表明：该指标利用WAMS的实时同步数据,可以实现广域测量系统在线电压稳定监测,为电压稳定控制提供更加明确的参考信息,保证电力系统的安全稳定运行.     

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。     

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。     

基于数据网的新型广域后备保护系统实现

在分析传统保护局限性的基础上,论述了广域保护提出的背景及其现状,研究了广域保护的性能、功能组成、功能划分和功能结构。以河南省电力公司洛阳供电公司管辖的某220kV局部输电网为基础,提出一种基于数据网的新型广域后备保护系统的硬、软件设计方案,并给出了该方案的意义、原理及保护算法。动模试验和现场试运行的结果验证了该方案的可行性和正确性。     

基于PMU的广域保护系统

电力系统的稳定与控制问题是现代大电网的根本问题,本文在回顾了广域保护的发展及其使用现状的基础上,从系统结构、功能配置、通讯等方面介绍了使用先进计算机和通信技术的新一代广域保护系统及在电力系统的应用,并展望了其未来的发展动向。     

基于网格平台的中压电网广域保护分析

广域保护系统是解决传统继电保护系统不足的有效手段。阐述了网格平台环境下的广域保护系统及相关技术,介绍了广域保护后备专家系统、广域保护区的形成和划分、广域继电保护算法等内容。通过仿真分析,证明了广域保护系统的有效性。     

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.     

广域保护系统功能与可行结构分析

广域保护系统通过收集和分析电力系统广域信息、评估系统的状态,可以实施针对多种系统扰动的多重系统保护,比传统特殊保护系统更加灵敏有效。但是广域保护概念的滥用阻碍了该技术的推广和发展,本文探讨了广域保护的定义,将其限定于针对系统广域扰动的保护和控制而把对电力设备的保护排除在外,以突出广域保护在系统保护领域的优势。文中对比了分散式和现有的集中式的广域保护系统结构,认为前者可以获得较高的可靠性但是不能做到全局最优控制,后者利于实现全局最优控制,但是对控制中心设备性能要求很高。因此,本文提出一种改进型的集中式结构-     

广域电流差动保护研究

以广域电流差动保护为例子来说明广域继电保护的工作情况.说明了广域电流差动保护的结构、动作判据和算法,用IEEE5节点电力系统的实例讨论一种基于图论的广域电流差动保护算法.所阐述的广域电流差动保护的判据与算法原理简单,运算方便,判断结果准确,可以明显提高继电保护系统的性能.     

新型电力系统失步广域控制技术研发

针对传统解列控制技术在解决复杂失步振荡问题时的局限性,研究了基于广域测量系统监测大电网失步过程的方法,开发了失步断面拓扑分析算法、基于Prony和聚类分析的机群振荡模式在线辨识方法、基于电网稳定特性的功角失稳预测方法,提出了失步广域控制策略,在此基础上开发了失步广域控制系统。介绍了失步广域控制系统的结构,分析了广域紧急控制系统的延时要求。基于实时仿真技术构建了失步控制的测试系统,以四川电网为例模拟各种电网故障,对系统进行了闭环控制测试。试验证明所开发的失步广域控制系统能够准确定位失步断面,快速预测电网失步机群,及时完成断面级解列控制,控制效果满足大电网断面级失步控制要求。     

基于故障电压比较的广域后备保护新算法

提出了一种基于故障电压比较的广域后备保护新算法,有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题。该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值识别故障元件。并通过故障区域检测降低广域信息传输量,加快故障元件识别速度。该算法原理简洁,对保护范围内多点量测数据的同步性要求较低。基于川渝500kV电网测试系统的仿真结果表明,该算法在电网高阻接地、非全相运行、故障转换及重负荷转移等情况下均具有良好的动作性能。     

基于广域响应的大电网暂态稳定判别原型系统

基于响应的暂态稳定判别与控制技术是当前电力系统安全稳定领域的研究热点。目前已经提出了多种不同原理的暂态稳定判别技术,但距工程应用尚需解决很多问题。为分析比较各种判别技术的有效性和适用性,开发了一个基于广域响应的大电网暂态稳定判别原型系统。原型系统以PMU实时量测数据作为输入,分别实现了多种基于响应的暂态失稳判别技术的实时评估与可视化展示。介绍了原型系统的框架结构设计、功能模块实现和工程应用情况,并从时间尺度、数据量测以及控制策略生成等方面为基于响应的暂态稳定控制的下一步发展方向提出了建议。工程应用表明所开发的原型系统具有较好的使用价值,是分析比较各种基于广域响应的暂态稳定判别技术的有效工具。     

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.