利用广域测量系统的振荡中心定位及其应用

针对电势幅值不等、全系统阻抗不均时振荡中心的定位问题,文中提出一种利用广域测量系统的振荡中心定位新方法.当系统故障时,采用Ucosφ判据判别系统是否发生失步振荡,失步后利用广域测量系统获取电网全局动态实时信息,根据电势向量、母线电压向量及其差向量之间的夹角确定振荡中心位置,根据系统电压分布几何关系计算振荡中心电压.结合同调机群与功率不平衡度,给出了大区域互联电网的解列控制流程.实际算例表明,本文方法能够跟踪振荡中心的迁移,准确定位振荡中心,为后续解列控制奠定基础.     

风电并网系统次/超同步振荡的动态监测方法研究

近年来,我国大规模风电基地中出现了新型次/超同步振荡问题,其频率具有时变特性。已有的同步相量测量单元(PMU)和广域测量系统无法准确监测其动态发展过程。鉴于此,本文首先探讨了次/超同步谐波对传统PMU算法的不良影响,剖析谐波引起基频相量测量误差的根源。其次,提出一种具有频率自适应控制能力的次/超同步谐波相量检测方法,能够准确判断系统中是否出现次同步振荡,并检测出基波相量和次/超同步谐波相量。最后,通过搭建实际系统的电磁暂态仿真模型分析验证了改进算法的有效性和精确性。     

基于PMU的预测型振荡解列初步研究

提出了基于同步相量测量单元的预测型振荡解列方法。振荡中心两侧母线电压的相角差反映了功角差 ,利用该相角差的变化速度及符号 ,可以判定是同步振荡还是异步振荡以及滑差的情况 ,并实现预测解列功能。重点分析了相角差与功角差的关系     

基于PMU的预测型振荡解列初步研究

提出了基于同步相量测量单元的预测型振荡解列方法。振荡中心两侧母线电压的相角差反映了功角差,利用该相角差的变化速度及符号,可以判定是同步振荡还是异步振荡以及滑差的情况,并实现预测解列功能。重点分析了相角差与功角差的关系。     

相量测量单元性能评价标准和测试方法

根据广域测量系统相量测量单元(PMU)的最新国际标准IEEE Std C37.118-2005,结合工程实际,从时间同步、静态测量精度、暂态响应、低频振荡辨识和通信协议一致性等方面分析了PMU的基本性能,提出了评价指标和测试方法.     

基于环境激励的低频振荡分析方法综述

在大型区域互联电网中,低频振荡已成为影响系统的广域安全稳定运行的重大问题。随着广域相量测量系统WAMS的投入,低频振荡的在线分析成为可能。通过在线模式辨识可以实现低频振荡在线监测以及施加适当的阻尼控制。本文主要讨论基于环境激励的低频振荡在线分析方法,对这类方法的原理、特点、应用做了系统的阐述,并探讨存在的问题和进一步研究的方向。     

高比例风电并网系统次同步振荡的广域监测与分析

现代电网中基于电力电子接口的新能源比例逐年提高,电力电子设备与电网之间相互作用引起的次同步振荡问题也日益突出.广域监测系统可实时获取次同步振荡的数据,为次同步振荡的在线分析和预警提供了重要手段.该文针对基于数据驱动的新能源并网系统中次同步振荡实时分析,构建了次同步振荡广域监测系统的基本构架,该系统主要由次同步相量监测装...     

基于广域测量信息的失步中心快速定位方法

研究了能够减小系统频率偏移影响的相量算法,提出了一种基于母线电压的失步振荡识别方法和一种失步中心快速定位的新方法。所提定位方法依靠广域测量系统上传的3组电压、电流数据,在系统两侧电势幅值不等和全系统阻抗角不同同时存在的场景下,通过求解测量阻抗轨迹方程与全系统阻抗折线方程的交点,能够在失步振荡发生后而两侧电势相角差未达到180°时定位失步中心所在元件,并利用实时测量数据与理论计算值存在的关系确定失步中心出现的时刻,从而为复杂电力系统失步解列断面的确定和解列时刻的选择提供依据。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

采用广域测量信息反馈的广域PSS参数设计

根据互联电网区间振荡的特点,可将参与振荡的机群按各自的"部分惯性中心"等值为两机系统.文中首先推导了等值两机系统的电磁转矩务数,为区间振荡模式的电磁转矩分析奠定了理论依据.在此基础上提出了双通道反馈结构的广域电力系统稳定器(PSS),并采用建立在同步转矩及阻尼转矩概念上的扩展相位补偿法,进一步推导了反映广域反馈信号与本地反馈信号之间关系的传递函数,然后进行相量坐标映射变换,最后系统研究了广域PSS的参数设计.仿真结果表明:它能有效抑制系统的区间低频振荡,提高系统的小信号稳定极限,与其他稳定器设计方法相比,能够进一步改善系统阻尼特性.     

山东电网基于WAMS的低频振荡统计与评估

提出一种基于广域测量系统(WAMS)的方法对日常扰动引起的小幅振荡进行在线识别和统计,从而可以在系统正常运行中,利用实测数据找到系统的固有振荡模式,对其中易激发的危险模式进行节点同调分群、振荡中心识别和贡献因子计算等模态分析并告警,从而补充或纠正了根据数学模型和特定工况进行振荡分析时,由于模型和参数不准确导致的遗漏和误差。以这一功能在山东电力调度中心应用的实例说明了该方法的有效性和推广应用的重要性。     

电力系统超低频频率振荡分析及扰动源定位

超低频率振荡是高比例水电系统面临的突出挑战,大量水电机组调速系统及水力系统的负阻尼聚合是激发全网频率振荡的主要原因。频率振荡期间,水轮机接力器往复动作会导致液压系统油压下降,严重时将导致机组低油压而停机,负阻尼振荡将导致系统频率增幅振荡,控制不及时可能触碰系统高/低周控制动作。传统的降低机组有功出力、提高系统电压水平等振荡控制手段对超低频频率振荡抑制没有明显效果,这对系统安全稳定运行带来严重危害。为准确定位超低频振荡强相关机组,提出了利用发电机速度偏差与机械功率获取调速系统振荡能量的计算方法。同时,针对工程中发电机机械功率难以直接测量的难题,研究提出了利用广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)实测的发电机转速和电磁功率合成发电机机械功率的实用算法,可准确计算动态过程中发电机机械功率值,并在电网超低频频率振荡案例分析和大电网超低频振荡预控中验证了该实用算法的有效性。该方法可综合应用同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)/故障录波/WAMS等广域信息,实现电力系统发生超低频振荡时,可对机组控制设备进行精细化定位...     

相量测量单元实现次同步振荡在线辨识和告警的探讨

为了及时发现电力系统中的次同步振荡,采取措施保障机组安全和电力系统稳定运行,结合同步相量测量的算法原理分析了次同步振荡对相量测量单元(PMU)测量结果的影响;针对IEEE Std C37.118—2011标准对于同步相量测量提出的新要求,分析了遵循新标准的PMU测得的同步相量数据应用于主站次同步振荡监测时存在的问题,并指出了在主站实现次同步振荡分析的局限性;在此基础上提出在PMU装置上实现次同步振荡在线辨识和告警的方法,通过仿真试验验证了方法的可行性。     

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。     

面向宽频振荡抑制的宽频相量测量装置

快速实时测量宽频相量对于宽频振荡抑制有着重要意义。然而,已有宽频相量测量装置主要面向监测类应用,响应速度慢。研制了一种面向宽频振荡抑制的宽频相量测量装置。该装置采用加窗插值离散傅里叶变换算法,实现多模式宽频相量测量;采用较短时间窗缩短算法的动态响应时间;通过2个数字信号处理器并行计算分别完成基波和谐波/间谐波相量测量。通过性能测试发现,所研制的宽频相量测量装置响应速度快、准确度高,能满足宽频振荡抑制等应用对相关性能的要求。     

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。     

采用时滞广域测量信号的区间低频振荡阻尼控制器设计

针对电力系统区间低频振荡问题,基于广域测量系统和柔性交流输电系统技术,提出了一种采用时滞广域测量信号的电力系统阻尼控制器设计方法。该方法结合时滞依赖状态反馈鲁棒控制和状态观测理论,实现了广域电力系统的时滞输出反馈鲁棒控制。以四机两区域电力系统为例,设计了晶闸管可控串联补偿(TCSC)附加阻尼控制器。小信号分析和时域仿真结果都表明:所设计的控制器能显著抑制区间低频振荡,并且具有时滞不敏感性和运行条件鲁棒性。     

三相不平衡高频振荡的相量测量方法

实时测量高频振荡相量可为高频振荡自适应抑制环节提供信息支撑.然而,高频振荡频率处正负序都可能存在不稳定模式,从而导致振荡信号三相不平衡特征明显,影响高频振荡相量测量准确度.因此,提出一种基于sinc插值函数的高频振荡相量测量方法.首先,对系统三相信号进行Clark变换;然后,基于sinc插值函数对负序振荡分量进行建模,进一步求解得到高频振荡相量和频率;最后,通过采用数值仿真信号、PSCAD仿真数据和实测数据进行测试发现,所提方法比传统方法具有更好的负序分量干扰抑制能力,准确度更高.     

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,时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.     

基于PMU实测数据的输电线路参数在线估计方法

准确的电网参数是形成准确的电网模型,进而进行状态估计、潮流计算、网损分析、故障分析和继电保护整定计算等电力系统计算的基础。文中基于均匀传输线方程和Π形精确等值电路,给出了在两端电压相量和电流相量已知的情况下,输电线路分布参数和精确等值参数的计算方法。基于相量测量单元(PMU)实测数据和正态分布的参数估计理论,给出了输电线路参数的在线估计方法。基于华北电网广域测量系统(WAMS)的算例表明,所提出的方法准确可靠。     

电网中强迫共振型低频振荡源的自动确定方法

针对广域测量系统采集的有效值数据难以准确反映电网动态特征的缺陷,提出了一种新型采集数据方式。根据低频振荡扰动行波在电网中传播的特点,利用多点测量数据波形相关函数来确定低频振荡扰动源位置,具体作法是:位于电网中不同地点的测量单元将测得的每周期内电压最大值及其对应时刻的数据发送到电网监控中心;在监控中心利用Hermite函数提取各测点的低频振荡扰动变量,利用定义的顺序相关函数提取低频振荡扰动行波通过各相邻测点间的时差和先后次序;利用各测点间已知的线路长度计算扰动行波波速并确定低频振荡扰动源的位置。通过一个7机无穷大系统模型的仿真分析,验证了该方法的正确性。理论分析和仿真结果表明:该方法能够快速确定电网中低频扰动源的位置;而且所需的采样测量单元数量少,能够节省投资。