快速评估电力系统频率稳定性的方法

针对动态分析频率稳定性计算费时、无法满足在线应用的难题,从静态分析的角度提出了一种快速评估频率稳定性的方法。该方法以故障后稳态频率或近似故障后稳态频率为评估指标,并以最大故障后波动频率为辅助指标。文中建立的3个指标数学模型均是代数方程,不包含微分方程。这些指标具有计算速度快、符合物理实际的优点,可以满足大型电网实际在线应用的需要。算例仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

柔性直流互联电网的孤岛频率快速控制技术

区域小电网同时通过交流及柔性直流输电通道与其他大电网连接的互联电网,当交流输电通道故障导致区域小电网孤岛时,柔性直流系统的定有功功率控制方式限制了大电网对孤岛的支援能力。根据柔性直流系统具有潮流控制快速可靠的特点,设计了一种基于离线计算与在线判断相结合的柔性直流互联电网的孤岛频率快速控制方案。首先,通过离线策略初步确定功率缺额,随后根据在线频率变化率判定采取粗调或精调的实际控制措施,用于粗调的离线计算结果使得在线判断时计算量小、采样少,动作快速;用于精调的频率限制控制器(frequency limit controller,FLC)可以实现无差调节,能够对粗调结果进行补充,增强可靠性,并能与区域电网的切机(负荷)措施紧密配合。仿真结果表明,所提的故障孤岛频率快速控制方案能够有效解决孤岛系统频率稳定问题。     

基于 ANN 的电力系统测频补偿算法

利用人工神经网络技术,提出了一种新的测频补偿算法。该方法适用于微机型低频减载装置。与传统的补偿算法相比,新算法具有计算量小、精度高、对采样速度适应性强等特点,可用于在线测频计算。文中给出的算例证明了算法的有效性。     

考虑频率动态响应实时分区的电力系统惯量在线评估方法

大规模新能源接入电力系统导致系统惯量水平降低,利用同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)在线评估系统惯量水平具有重要意义,考虑到电力系统频率动态响应具有分区特性,以区域为单位开展在线惯量评估具备可行性。频率响应分区情况不仅与电网拓扑和参数有关,还与系统运行点、扰动类型和位置有关,固定的分区方案难以保证分区结果满足系统各种运行工况,同时,在实时分区场景下,对惯量参数辨识算法的快速性也提出了更高的要求。分析了电力系统区域惯量在线评估原理,阐明了频率动态响应实时分区的要求;随后,提出了频率动态实时分区方法,采用动态时间弯曲指标和k-medoids算法对全网节点频率响应实测曲线在线聚类,给出了基于卡尔曼滤波的区域惯量参数辨识算法,保证惯量参数计算满足实时性要求,进一步分析了各类误差源对系统分区和惯量参数辨识结果的影响;最后,在IEEE 39节点系统验证了所提方法的有效性、惯量实时跟踪能力和对不同运行场景的适应性。提出的电力系统区域惯量在线评估方法利用PMU实测频率响应实时更新电力系统分区情况,保证在各种运行点和扰动下区域频率响应的一致性,具备现场应用潜力。     

汽轮机低压转子叶片频率评价方法及测量实例分析

汽轮机运行中,叶片承受多种多样的周期或随机激振力,叶片振动不可避免,振动导致叶片疲劳损伤,最终发生汽轮机叶片事故。汽轮机叶片动频率和动应力在线监测可以准确监测叶片运行工作状态,但需要使用非接触遥测测量系统,故在运行机组上应用较少。目前叶片安全性评价普遍采用静态下测取叶片静态频率数据,间接计算出叶片动态频率数值,以准确判断叶片是否避开共振合格范围。介绍了低压转子叶片频率测量试验方法和评价标准,给出了叶片动频系数和动频率具体计算方法。根据某机组低压转子叶片静频实测数据,应用动频计算得出叶片安全评价系数,给出叶片振动特性评价结果和指导建议。     

基于物理—数据融合模型的电网暂态频率特征在线预测方法

电力系统频率态势在线预测有助于快速准确地制定扰动后的控制措施,降低事故影响。单一依靠物理或数据模型的频率态势在线预测方法在实际应用中存在计算速度与精度之间的矛盾。采用基于物理—数据融合建模思路,提出一种频率态势在线预测方法:将暂态频率影响因素划分为关键因素和非关键因素,对关键因素采用系统频率响应模型以保留电气信息间因果联系,对非关键因素采用基于极限学习机的误差校正模型以表征关联关系。该方法具有样本依赖性小、通信容错率高、计算效率受系统规模影响小的特点。通过标准测试系统仿真验证,表明所述方法能够快速、准确地预测系统受扰后的频率态势特征。     

自适应调速采样率的相量在线测量算法研究

各种基于定间隔采样技术的相量测量算法到同时满足计算量小、跟踪速度快和计算精度高等要求。文中提出了一种自适应调整采样间隔的等角度采样原则（ＥＡＳＰ）,并开发了一种新的快速准确的相量在线测量算法。该算法根据信号当前频率随时间调整采样率,可有效消除由于信号频率变化带来的各种误差。仿真测试表明该算法法可以广泛地应用于各种相量测量或频率测量装置中。     

自适应调整采样率的相量在线测量算法研究

各种基于定间隔采样技术的相量测量算法难以同时满足计算量小、跟踪速度快和计算精度高等要求。文中提出了一种自适应调整采样间隔的等角度采样原则（ＥＡＳＰ）,并开发了一种新的快速准确的相量在线测量算法。该算法根据信号当前频率随时调整采样率,可有效消除由于信号频率变化带来的各种误差。仿真测试表明该算法可以广泛地应用于各种相量测量或频率测量装置中。     

基于修正理想采样频率的谐波分析法在介损在线测量中的应用

谐波分析法用于介损在线测量时，由于系统频率的波动，使其难以满足整周期采样，所产生的泄漏误差将影响基波相位测量的精度。为了提高谐波法介损在线测量的精度，本分析了泄漏误差产生的原因，并提出了修正理想采样频率的思想，并对原有方法进行了改进。通过仿真分析，改进方法较原有谐波分析法测量精度显提高，且计算简单、易于工程实际应用。     

基于高精度数字倍频原理实现电力系统频率跟踪的新技术

在分析现有频率跟踪技术的原理及特点基础上,提出了一种基于高精度数字倍频的频率跟踪的新技术,实现了电能质量在线监测的频率跟踪,它的自适应补偿功能可以有效地减少倍频误差,消除了基波波动导致的计算误差,保证基频偏离工频时有效实现采样窗口与被测周期的同步。同时,在现场可编程门阵列FPGA上验证了该设计的正确性,使该模块可作为一个独立的单元嵌入到电能质量在线监测装置中。     

国网黑龙江电力电能质量在线监测系统通过验收

2014年11月25日,国网黑龙江省电力有限公司电能质量在线监测系统顺利通过验收,成为国家电网公司系统首批通过现场验收的10家单位之一。 电能质量在线监测系统通过对电网频率、电网电压、供电电压、输变电可靠性、供电可靠性数据和台账集成及对应情况等指标进行监测,实现电网频率、电压、可靠性数据在线计算与监测和电网运行风险在线分析与预警,加强了对电网电能质量的实时监控,提高了电能质量管理水平,对持续提升供电服务水平有重大意义。     

两种发电机绝缘监测方式的应用和可靠性探讨

介绍目前应用广泛的两种发电机定子绝缘在线监测手段,结合国华台电3~4号发电机故障的分析以及对安装在发电机内部的两种在线监测装置的监测数据的比较,对无线电频率在线监测和局放在线监测两种手段的有效性进行了综合评价。     

新型多周期同步和倍频锁相的频率跟踪技术

为减少同步时钟计数位数、缩短微处理器处理数据所消耗时间,达到快速测量场合下高速、高精度的测频要求,介绍了一种实时在线监测中的频率跟踪技术,它采用现场可编程门阵列实现倍频锁相,用新型多周期同步测频法跟踪频率,通过QUARTUSⅡ进行设计.实验证明:它大大减小基波波动所致计算误差,提高测量电网频率精度,保证在基频偏离工频时有效实现采样窗口与被测周期的同步,为在线监测中参量采集提供必要的依据.     

基于频率与相位特性的避雷器电压提取方法研究

针对避雷器在线监测装置在复杂接线形式下无法准确获取电压的难题,提出了一种基于电流和各母线电压的频率及相位差偏差均值的避雷器在线监测电压提取方法。本方法通过对电流与电压频率以及电流与电压相位差的等时间间隔偏差的均值进行计算分析并滤波,并采用阈值诊断算法实现对避雷器实际承受电压的提取。实际验证表明,该算法可以有效地剔除各种干扰,可靠区分不同频率的电压信号,从而准确提取避雷器实际承受电压,试验和现场实际运行说明该算法的有效性。     

基于潮流追踪算法的自适应低频减载策略研究

低频减载（under frequency load shedding,UFLS）是防止电力系统频率崩溃的有效手段之一,它通过在系统的某些地点切除过负荷量,达到维护系统稳定的目的。为此,计及负荷的电压调节效应,提出一种改进的功率不平衡量计算方法,针对不同的扰动在线计算系统的减载总量;并利用邻接矩阵的稀疏性,结合邻接矩阵和比例分配原则提出了一种潮流追踪新算法,提高了潮流追踪算法的计算效率,将其应用于在线确定减载地点与分配减载量。仿真结果表明,新的自适应减载策略可靠性更高,能够有效防止欠切或过切,改善受扰系统减载后的频率恢复效果,并提高系统的电压稳定水平,对实际电力系统紧急控制研究具有重要意义。     

一种新型电能质量在线检测装置

根据国际标准规定的各项电能质量参数计算方法,结合风电电能质量的特点,设计了适用于风力发电机组电能质量的在线检测装置,从而可以帮助风电企业和用户检测风电设备,保障风电机组的电能质量性能。最后将检测结果与国外高精度仪器同步比较,效果良好。     

配电线路故障定位中的复阻抗在线测量系统

在配电网接地故障定位中,常常要对复阻抗进行在线测量。本文提出一种复阻抗在线测量系统的实现方案,采用DDS和可编程开关电容滤波器,保证了对50Hz电网谐波的滤除以及多频率下增益的稳定性,实现了多频率下对复阻抗的精确测量。     

改进保留非线性算法在介损测量应用中的研究

摘针对高阶正弦拟合法中迭代所用的运算时间和计算精度之间的矛盾制约该法用于介损测量的问题。提出一种快速收敛潮流算法—改进保留非线性算法,使介损的数字化测量中,在 tanδ<0. 000 3 时,计算时间<10ms。在满足介损在线监测的同时,还可以实时检测系统频率,为同步采样提供了一条新途径。     

基于多周期同步和倍频锁相的频率跟踪技术

介绍了一种在过电压实时在线监测中的频率跟踪技术,它采用FPGA实现倍频锁相,用多周期同步测频法跟踪频率,通过MAX+PLUSⅡ进行设计。实验证明它消除了基波波动所致计算误差,保证在基频偏离工频时有效实现采样窗口与被测周期的同步,为事故分析提供了必要的依据。     

南方电网在线预决策系统

基于在线稳定决策技术开发了南方电网在线预决策系统,该系统集电网在线稳定计算分析、稳定判别、故障预警和控制决策于一体,具备各种电力系统静态、暂态、动态稳定分析和在线刷新稳控装置中控制策略表功能。系统硬件由数据库服务器、计算服务器、Web服务器、监视和维护终端、磁盘阵列、防火墙、物理隔离装置、通信机、安全稳定控制装置组成。全部分析程序软件使用C++语言编写,支持Windows和各种Unix平台。系统采用分布式计算、多线程和提前终止计算等技术,满足在线计算速度要求,核心计算程序通过BPA暂态稳定计算程序对比测试,满足在线计算精度要求。