基于广域测量的汽轮发电机励磁反步控制方法

由于汽轮发电机励磁反步控制过程中没有实时获取发电机的运行数据,致使电机励磁反步控制效果较差,为此提出基于广域测量的汽轮发电机励磁反步控制方法。通过广域测量系统的同步相量测量单元,实时采集汽轮发电机功角与电流等运行数据,将采集的运行数据变更成标幺值形式,根据该形式建立汽轮发电机励磁控制的数学模型,获取励磁反步控制变量,并结合反步法,设计汽轮发电机励磁反步控制器,通过径向基函数神经网络估计控制器内的扰动,完成控制器扰动补偿。实验结果表明:该方法可精准采集汽轮发电机运行参数,有效反步控制汽轮发电机励磁,令汽轮发电机功角与转子角速度等迅速恢复至稳定状态,具备较优的反步控制效果;应用该方法后,可确保电网运行稳定性,降低故障后电网切机量。

基于广域测量的光伏发电参数在线辨识方法研究

广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)及同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)根据相关要求已在40MW以上新能源场站广泛部署,通过其高精度采样得到的实时数据为新能源机组的动态建模和辨识提供了条件。利用PSD-BPA暂态稳定程序用户手册所给出的标准单元建立光伏发电系统参数机电暂态模型。基于预测误差采用闭环辨识方法,利用WAMS数据对光伏发电系统进行参数在线辨识与分析,在此基础上提出结合随机时间序列预测(box-jenkins)模型预测误差方法来识别参数唯一性,通过仿真平台构建光伏发电系统模型,对河南电网光伏电站实测WAMS数据进行拟合分析,充分验证了所提方法对于闭环辨识的有效性。

基于广域测量数据驱动的电力系统强迫振荡源定位

强迫振荡具有随机性强、振幅大、起振快、传播范围广等特点,为预防其引起的电力系统解列和大停电事故,快速、准确地定位振荡源是十分重要且紧急的任务。文章基于广域测量数据,提出数据驱动的强迫振荡源定位方法,首先,使用孤立森林算法进行原始数据清洗;然后,利用强迫振荡数据的稀疏性和原系统数据的低秩性,将原问题转化为鲁棒主成分分析问题,通过增广拉格朗日乘子法求解。最后,在WECC 240节点系统验证所提方法的有效性。

基于SM2的电力广域测量系统安全认证方案

电力广域测量系统作为智能电网监测的重要部分,其安全至关重要。因此,为了保证电力广域测量系统中通信数据的完整性和机密性以及系统内部各个终端设备之间的通信安全,提出一种基于SM2算法的电力广域测量系统安全认证方案。该方案基于SM2算法以及数字证书技术实现相互认证,提高智能电网设备中PMU设备之间的数据通信安全性和可靠性。最后,通过安全分析和实验评估表明,该方案能够有效抵御中间人攻击、重放攻击、长时间窃听等多种攻击。

面向广域测量系统的RBAC扩展模型研究

广域测量系统WAMS(Wide Area Measurement System)是新一代智能电网的重要组成部分,访问控制对于维护WAMS的系统安全十分重要。针对传统RBAC模型在复杂业务权限控制中的不足及WAMS中设备的特点,引入了被访问对象类型的属性和权限约束模块,对传统的RBAC模型进行改进。该模型使WAMS的访问控制更加灵活,角色管理更加方便。

轻型广域测量系统及其在中国的应用

大扰动后高、低压电网动态响应具有强相关性。通过对低压电网动态行为实行同步监测,不仅可掌握配电系统的详细动态,也能在一定程度上实现主网的动态监测。基于此,提出了轻型同步相量测量单元(PMU Light)与轻型广域测量系统(WAMS Light)的概念,对低压电网进行同步监测,并辅以一定的信号处理手段,实现本地及部分全局动态行为的同时监测。以PMU Light为测量手段,建成了国内首套WAMS Light,涵盖六大区域电网,记录了大量就地扰动和大扰动后电网的响应数据。目前,该系统已成为中国高校及科研院所开放获取电网动态响应实测数据的直接平台。WAMS Light成本低、安装方便、便于广泛布置,将其与常规广域测量系统相配合,可建立涵盖高、低压电网的全景式同步监测系统。

基于广域测量信息在线辨识低频振荡

全国电网的互联使区域间的低频振荡成为威胁系统稳定的关键因素之一,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。因而,研究区间低频振荡模式的在线辨识算法成为实现低频振荡在线监测以及进行阻尼控制的重要理论问题。该文在讨论Prony方法本质的基础上,给出了一种新的模型阶数估计方法,提出根据广域测量系统(WAMS)的测量信息,采用多机组的功角及转速变量进行低频振荡辨识。结合工程实际提出了基于(WAMS)的研究低频振荡问题的实现方案,包括启动判据、数据预处理、阶次估计、模式提取和综合分析等步骤。8机36节点的算例结果表明:该方案具有系统性、直接性、噪声干扰小的特点,为低频振荡的监测和控制创造了条件。

采用广域测量信号的互联电网区间阻尼控制

在大型互联电力系统中,区间模式的低频振荡是限制传输能力的严重瓶颈之一,而经典阻尼控制(如PSS)因限于局部测量不能很好地解决这个问题。迅速发展的广域测量系统能在全网范围内精确测量和高速传递机组相对功角和角频率等量,使得采用广域测量信号构成全局性的区间阻尼控制系统成为可能,进而为提高互联电网的功角稳定性和传输容量提供了契机。文中在一个简单的2区4机电力系统中,研究了采用广域测量信号实现励磁控制器区间阻尼控制环节的设计原理、实现方法和仿真效果,说明了基于广域测量系统的区间阻尼控制能有效抑制区间低频振荡和提高互联系统的传输容量,而且可工程实现。同时就设计适用于复杂电力系统的广域阻尼控制系统提出了一些关键性理论和实际问题,以供进一步深入研究。

广域测量系统的延迟分析及其测试

简要介绍了电力系统中基于全球定位系统/相量测量单元的广域测量/监视系统(WAMS)的体系结构,分析了延迟产生的机制并指出了影响实时性的主要因素,提出广域测量系统的延迟评估模型;根据评估模型建立了基于TCP/IP协议广域网络下的WAMS通信延迟测试方法;通过实测获得了基于国家电力数据网(SPDNet)的WAMS的通信延迟特性。根据该延迟评估模型和测试体系,能够有效、合理地进行WAMS的相量测量单元优化选点和通信布局的权衡,并进一步为广域实时动态监测和控制奠定基础。

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(GlobalPositionSystem)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。

广域测量系统在电力系统分析及控制中的应用综述

综述了广域测量系统(Wide-Area Measurement System,WAMS)在电力系统稳态分析、全网动态过程记录和事后分析、电力系统动态模型辨识和模型校正、暂态稳定预测及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、全局反馈控制、故障定位及线路参数测量等方面的应用。通过这些应用可以看到,WAMS给电力系统分析与控制提供了新的视角和解决方法,值得深入研究。

基于同步相量测量技术的广域测量系统应用现状及发展前景

同步相量测量技术可对广域分布电力系统的电气量进行实时测量,为大型电力系统的安全分析和稳定控制提供了新的契机。卫星授时、电力通信网络和数字信号处理技术的快速发展为同步相量测量技术的应用提供了必要的基础。文章介绍了以同步相量测量技术为基础的广域测量系统(WAMS)的发展概况,在体系结构、相量测量单元(PMU)分布、通信通道的选择、中心站功能设计等方面进行了分析。在回顾目前国内外WAMS工程应用情况的基础上,集中介绍了WAMS现有的在线监测、分析与控制功能,并展望了WAMS在未来电力系统闭环控制中的应用前景。

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。

基于广域测量系统的改进电网拓扑结构识别

电网拓扑分析是许多电力系统分析软件的基础。目前对于电网拓扑分析,方法众多,但大都是基于SCADA/EMS系统提供的开关信息量来进行,难以满足电力系统分析软件对实时性的要求。以树搜索法中的广度优先搜索为例,在进行初始网络拓扑分析的基础上,提出一种基于广域测量信息的网络拓扑分析方法,并用于非故障情况下及故障后的实时网络拓扑追踪。最后利用Matlab编制相关程序,并对BPA得到的IEEE 9节点系统仿真数据进行分析处理。结果表明:该方法在非故障情况及各种故障形式下,利用相量测量单元提供的不同信息进行分析运算,均具有良好的通用性和实时性,可满足电力系统对电网实时拓扑分析的要求。

基于Hadoop的广域测量系统数据处理

为解决目前广域测量系统(WAMS)海量数据处理中存在的数据冗余、处理效率低等问题,设计并实现了一个基于Hadoop的WAMS数据处理云计算平台。首先,给出了平台的体系结构。其次,设计了基于Hadoop分布式文件系统(HDFS)存储的WAMS海量数据加载方法和利用MapReduce模型实现多个文件数据的并行抽取、转换和加载(ETL)操作流程。提出了结合MapReduce的MPApriori数据挖掘算法,用于高效地挖掘出连锁故障时各站点之间的相互影响。最后,通过对区域电网WAMS实际数据进行处理,验证了Hadoop处理海量数据的高效性。所述平台适用于高性能局域网络连接的计算机集群对海量电网数据进行文件数据处理。

基于广域测量系统的次同步振荡在线监测预警方法

及时发现并采取措施消除电力系统中的次同步振荡,对保障机组安全和电力系统稳定运行都非常重要。结合相量测量单元的工作原理,详细分析了电力系统中次同步频率成分对同步相量测量结果的影响,指出次同步振荡的存在相当于是对同步相量的幅值和相位进行调制。在此基础上,给出了基于相量测量单元上传的同步相量测量结果和励磁电流测量结果实现次同步振荡的在线监测分析与预警方法。华北电网广域测量系统记录的实际算例表明,文中所述方法可靠、有效。

基于广域测量信息的HVDC鲁棒控制器设计

高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)附加控制可以提高交直流系统的稳定性,但由直流简化模型引起的误差、信号时滞及各种干扰给附加控制器的设计增加了需要考虑的不确定因素。为克服不确定因素的影响以提高交直流系统的稳定性水平,提出一种HVDC广域鲁棒控制器(wide area robust controller,WARC)设计方法。首先根据区域惯量中心的运动方程和滑模控制设计方法确定滑模切换面,然后利用李雅普诺夫稳定性定理保证系统在不确定因素存在的情况下渐近稳定。分别以交直流并联系统和多馈入系统为例,通过PSCAD/EMTDC的时域仿真将WARC与传统极点配置及PID控制方法相比较,时域仿真结果和区间振荡模式分析均表明所提WARC能有效提高系统稳定性,且比传统控制方法性能优越。

利用广域测量系统定位大电网中短路故障点的方法

研究基于广域测量系统的电网中故障点的定位方法,对于快速实施电网故障后的自动控制策略具有重要意义。当电网中发生短路故障时,针对在短路故障点产生的暂态扰动变量向电网中广泛传播的特点,提出一种利用暂态扰动变量波形相似度确定电网中故障点的方法。具体作法是:利用广域测量系统获取电网中不同测量点在一段相同时间段内的电压局部极大值和极小值及其对应的时刻数据,利用Hermite函数拟合出电压极大值和极小值曲线并相加,提取各测点的电压暂态扰动变量;利用波形相似度函数计算相邻测点间该扰动变量的传播时差,结合相邻测点间已知的线路长度计算扰动变量行波的波速并确定故障点。通过一个2机无穷大系统的仿真实验,验证了该方法的正确性和准确性。理论分析和仿真实验结果表明,该方法需要安装的测点数量少,不仅可以节省投资,而且可快速确定故障点。

计及广域测量信息的状态估计错误参数识别与修正

因电网元件参数可能随工作环境变化而改变、遥信量在干扰下可能出现错误,需要对状态估计中的错误参数进行识别和修正。根据当前监控与数据采集(SCADA)系统和广域测量系统(WAMS)量测共存的状况,引入WAMS量测求得的功率残差和零注入节点功率残差,与SCADA量测残差一起构成拉格朗日函数,由优化理论得出参数误差与各残差的灵敏度关系,从而进一步识别和修正错误参数。所述方法不仅避免了增广参数估计维数高的问题,还利用了高精度的相量量测信息。在标准测试系统上的仿真结果验证了方法的有效性。

基于广域测量系统和CELL理论的强迫振荡在线感知与定位

为了快速准确地定位电网强迫功率扰动源,根据"先感知,再分类,后定位"的思想,提出基于广域测量系统的空间特征椭球和决策树混合定位扰动源的新方法。通过对比分析不同强迫功率振荡信号,将实测的不同受扰轨迹信息映射到多维特征椭球,通过计算椭球的空间形状及其形态参数变化,实现强迫功率振荡态势的定量化描述;在抽取空间椭球特征参数的基础上,将不同扰动下强迫振荡瞬态阶段的特征椭球参数形成决策树样本集,利用C4.5算法离线训练,在线匹配以快速分类定位扰动源。算例结果表明,该方法可以在强迫功率振荡瞬态阶段快速分类定位不同扰动源,定位振荡主要参与机组和负荷的准确率很高。