Data-mining model based adaptive protection scheme to enhance distance relay performance during power swing

The paper presents a data-mining model based adaptive protection scheme enhancing distance relay performance during power swing for both compensated and uncompensated power transmission networks. In the power transmission network, the distance relays are sensitive to certain system event such as power swings, which drive the apparent impedance trajectories into the protection zones of the distance relay (zone-3) causing mal-operation of the distance relay, leading to subsequent blackouts. Further, three-phase balanced symmetrical fault detection during power swing is one of the serious concerns for the distance relay operation. This paper proposed a new adaptive protection scheme method based on data-mining models such as DT (decision tree) and RF (random forests) for providing supervisory control to the operation of the conventional distance relays. The proposed scheme is able to distinguish power swings and faults during power swing including fault zone identification for series compensated power transmission network during stress condition like power swing. The proposed scheme has been validated on a 39-bus New England system which is developed on Dig-Silent power factory commercial software (PF4C) platform and the performance indicate that the proposed scheme can reliably enhance the distance relay operation during power swing.     

计及相量测量单元信息不可观性的强迫功率振荡扰动源定位

强迫功率振荡的扰动源定位是低频振荡诊断与分析中的重要问题。目前,利用相量测量单元(PMU)的数据进行扰动源位置识别已引起了一定的关注,但相关研究成果大多未考虑PMU尚无法完整配置的现状,因而难以在实际电力系统中推广应用。为此,提出了一种计及PMU信息不可观性的强迫功率扰动源定位方法,并从扰动源定位的角度出发,提出了PMU分区配置的基本要求。仿真结果表明,该方法可在PMU信息不可观的情况下准确识别扰动源位置。     

使潮流方程直接可解的PMU配置方法的改进

研究了在电网中配置同步相量测量单元(PMU)以实现潮流方程直接可解的方法,提出了动态关联度的概念,在此基础上提出了基于动态关联度配置PMU的静态优化算法和半动态优化算法,并通过算例分析比较了两种方法与已有方法的性能。结果表明,文中提出的方法简单、快捷,较已有方法可有效减少PMU配置数目,适用于稀疏分布的大规模电网。     

同步相量测量装置的以太网通信接口的设计

由同步电压测量装置、通信网络和监控中心组成的电网实时动态监控系统是电力系统研究和发展的方向,采用光纤以太网构建全网相角实时传输通道为信息的快速、时效的传输提供了保证;针对当前电力系统动态安全监控系统中相角测量装置（PMU）数据传输速率低、联网能力有限的现象,提出基于双DSP结构、具有网络接口的PMU硬件电路方案,给出了以太网接口的设计电路、网络协议栈的实现方法及程序流程,从而可实现在PMU广域测量数据基础上对电网的运行状态进行实时监测.     

基于改进遗传模拟退火算法的PMU优化配置

分析了遗传算法和模拟退火算法的优缺点,将具有较好全局寻优性能的遗传算法和具有较强局部搜索能力的模拟退火算法结合,形成的遗传模拟退火MGASA算法用于解决以电力系统状态完全可观测和PMU配置数目最小为目标的PMU优化配置问题.在寻优过程中,先将每一代群体进行遗传操作,再对产生的新群体中各个体进行模拟退火操作,同时在选择、交叉、变异和复制操作过程中实施最优保留策略,复制策略采用Metropolis判别准则.通过采用IEEE14和IEEE39节点系统对该算法进行验证表明,MGASA算法在解决PMU优化配置问题上具有较高的寻优性能和搜索效率.     

一种改进的混合量测电力系统状态估计算法

针对目前电力系统PMU配置较少、SCADA安装较多且技术成熟的特点,采用PMU量测数据和SCADA数据融合的电力系统状态估计方法,阐述了混合量测状态估计两种模型,分析了混合非线性状态估计模型及等值WAMS系统线性状态估计方法,提出了一种基于Ward等值方法的SCADA／PMU混合量测系统的实时状态估计算法,并对该算法进行了基于MATLAB网络仿真软件的仿真测试研究,指出了算法的优点。     

Windows环境下相量测量系统性能分析

分析了电力系统实时监控系统对同步相量测量装置(PMU)在实时性、可靠性和精确性3个方面的要求,并以一套典型硬件平台为例,讨论了基于Windows系统的PMU的性能特点以及在实时性方面的不足,给出了描述PMU实时性的重要指标——发送延时。在相量计算中采用了递归离散傅里叶(DFT)算法,大大减小了计算量,提高了系统的实时性;分析了Windows系统下消息机制的根本缺陷,提出分别利用虚拟设备驱动(VxD)和多线程技术实现中断和查询2种软件运行机制的方法,并应用于PMU的原始数据处理与数据传输中。测试结果表明,该方法可以有效改进Windows环境下监测系统的实时性,能够满足系统实时运行的要求。     

基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法

根据来自监视控制与数据采集(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统和相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的数据特点,提出了一种基于SCADA/PMU混合量测的广域动态实时状态估计方法,该方法充分利用了各节点间电压变化的相互联系,通过SCADA系统提供的初始值和安装PMU的节点的电压量测可简单地获得其他未安装PMU节点的电压相量。该方法有效地解决了在PMU配置不足的情况下如何观测电网状态以及如何在动态过程下实时观测电网。最后,通过对新英格兰10机39节点系统的多种故障进行仿真,验证了该方法的有效性和准确性。     

基于相量量测的等式约束二阶段状态估计模型

利用PMU的量测信息实现系统的动态可观测,考虑PMU数据刷新时间快的特点,在R.F.Nuqui的动态监测模型的基础上建立了适合静态估计的基于等式约束二阶段估计模型。该模型将PMU和SCADA的量测数据共同用于非线性估计,采用零注入节点功率作为等式约束条件来提高估计精度,然后对非线性估计的结果和PMU的支路电流相量进行线性估计。模拟了当系统某节点负荷持续变化时,利用等效导纳法对非线性区域节点状态量进行估计,最后采用IEEE 14和57节点系统算例对提出的模型进行了验证。     

同步相量测量技术及在电力系统中的应用

同步相量测量单元(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数据采集,已被广泛应用于电力系统的许多领域。介绍了PMU的测量原理、方法及硬件组成,综述了PMU在电力系统中3方面的应用情况。