基于新型改进矩阵束的便携式电网同步相量测量装置

针对传统同步相量算法受电网间谐波影响较大的问题,本文提出了一种基于新型改进矩阵束的电网同步相量测量算法.将电网信号构建成Hankel矩阵,对其进行奇异值分解并使用自适应定阶方法滤除其中的噪声干扰分量,通过矩阵运算得到准确的电压幅值、频率及相角.经过仿真验证,本算法对含有间谐波分量的电网信号测量结果优于流行的傅里叶变换测量算法.并根据此算法设计了一款便携式电网同步相量测量装置,可解决传统同步相量测量设备体积庞大、成本较高的问题,利用高精度卫星同步信号监测晶振实际频率,动态调整采样控制参数降低采样时间误差,将同步采样的电网波形参数与时间标签等无线传输至移动终端,完成电网信号幅值、频率及相角计算.实际测试表明,本装置具有较高的测量精度,其中电压幅值、频率和相角测量误差分别为0.038 5%、0.000 51 Hz和0.053 7°,满足《电力系统同步相量测量装置检测规范》(GB/T 26862—2011),具有较强的实际应用价值.

一种改进的相量测量装置最优配置方法

以电力系统状态完全可观测和相量测量装置(PMU)配置数目最小为目标,提出了一种改进的PMU最优配置方法。将启发式方法和模拟退火方法有效结合以确保得到最优解,提高了基于启发式方法的初始PMU配置方案的质量,通过改进配置模型缩小了模拟退火方法的寻优范围,从而提高了求解速度。还提出了一种基于节点邻接矩阵的快速可观测性分析方法。最后采用IEEE14、IEEE30、IEEE118节点系统和新英格兰39节点系统对该方法进行了验证。

电力系统相量测量装置最优配置混合算法的研究

以电力系统状态完全可观测和相量测量装置(PMU)配置数目最小为目标,形成了PMU最优配置问题。将遗传算法和禁忌算法有效结合形成禁忌遗传算法,该算法在改进交叉和变异算子的基础上,继承和发展了遗传算法基于多点搜索、鲁棒性强等诸多优点,每当群体有出现早熟而陷入局部最优解的趋势时,利用禁忌搜索增强算法的爬山能力,避免算法早熟而陷入局部最优解,增强算法的全局收敛能力和收敛速度。与遗传算法和禁忌搜索方法相比,禁忌遗传算法具有更好的全局收敛能力和收敛速度。最后采用IEEE14,IEEE30和IEEE57节点系统对算法的有效性进行了验证。

面向高精度状态感知的配电系统微型同步相量测量单元优化配置

可再生能源、电动汽车等大量无序接入使得配电系统运行在越来越复杂和不确定的工况中,迫切需要高精度实时状态感知以实现弹性提升,然而现有的配电量测系统远不能满足新一代配电系统对网络状态进行实时感知的要求。为此,提出了一种面向高精度状态感知的配电系统微型同步相量测量单元(micro-phasor measurement units,μPMU)优化配置方法。首先,在高级量测体系(advancedmeasurement infrastructure,AMI)满足网络可观测的基础上,以状态估计均方误差最小为目标,以任意一致的系统运行状态作为参数代入状态估计误差协方差矩阵,建立了μPMU优化配置模型;其次,通过对增益矩阵进行Cholesky分解,将目标函数采用决策变量显式表达出来,从而可采用成熟的商业求解器快速获得高质量的可行解;最后,采用IEEE33节点和69节点配电系统进行测试,验证了所提方法的有效性。

考虑电力系统潮流直接可解的同步相量量测单元最优配置

基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的同步相量量测单元(Phasor Measurement Unit,PMU)是一种新型的量测装置,该装置可以直接量测节点电压相量。文章在电力系统潮流直接可解概念的基础上提出了采用遗传算法解决PMU的最优配置问题。数学模型(即评价函数)的构造是采用遗传算法的主要瓶颈,文章建立了PMU最优配置的数学模型,并以此模型为评价函数开发出相应的遗传算法。算例结果表明文章所建立的模型和采用的算法是有效的。

智能变电站同步相量测量装置研制

同步相量测量装置因测量精度高、数据具有精确时标等特点已成为电网的重要监测设备,但目前在智能变电站中应用不多,还处于探索阶段。提出应用于智能变电站的同步相量测量装置,该装置采用嵌入式软硬件平台,在实现传统同步相量测量装置相量计算、故障录波、实时纪录分析、实时通信等功能的基础上,实现了符合 IEC 61850 标准的设备建模、采样值报文接收和解析、与站内监控及其他智能电子设备数据共享等功能。

《电力系统同步相量测量装置检测规范》的编制

介绍了关于广域测量系统系列标准中的《电力系统同步相量测量装置检测规范》的编写背景及编写意义,结合我国电力系统现状,分析了编写同步相量测量装置检测规范的迫切性。阐述了该检测规范的框架结构,对规范的主要内容,如功能检验、性能试验、抗电磁干扰试验等,进行了介绍。

一种同步时标可自由设定的新型相量测量装置

提出一种同步时标可自由设定的新型广域电网相量测量装置(PMU),它由频率自适应等间隔采样模块、同步时标形成模块和核心微处理器模块等构成。通过硬件电路与计算软件的合理分工与协调配合,实现了相量同步测量装置中"时间同步"与"频率同步"的解耦处理,从而装置能够根据自由设定的同步时标与时标同步方式,自动定位截取整周期采样数据(无频谱泄漏)进行高精度离散傅里叶变换(DFT)相量计算,并通过简单的方法对截取DFT数据窗时造成的时标同步偏移量进而计算相量的相角偏差量进行高精度线性修正。同时对同步时标位于DFT数据窗首、中、末点3种情况下的相量测量精度进行了仿真研究,得出了"中点同步"精度最高的正确结论。

同步相量测量装置的可靠性评估

提出一种定量分析同步相量测量装置(PMU:Phasor Measurement Unit)可靠性的评估方法,提出并定义定量评估PMU的可靠性指标——PMU的可靠度,针对PMU的各个硬件功能模块建立了相应的可靠性模型,其中全球定位系统(GPS:Global Position System)模块采用了备用模式并建立了Markov状态空间图。以一PMU为例进行计算,结果表明,该方法可有效用于PMU可靠性评估与分析。

基于同步相量测量单元的观测线性化最优直流附加控制器

提出了一种提高交直流系统性能的基于同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)的观测线性化最优直流附加控制器。该控制器利用 PMU测量得到的系统实时运行状态量可以实现系统状态方程的线性化,从而可以对直流附加控制器进行线性最优控制设计。与基于一点线性化的模型设计的控制器相比,该控制器考虑了系统的非线性,并且其控制规律随实际运行点的变化而变化。通过对单机无穷 大交直流系统进行的小信号稳定分析和时域仿真结果可见,文中设计的闭环最优控制器能够改善系统的动态特性和提高系统的功率传输能力,并且其鲁棒性比单输入、单输出超前滞后控制器的鲁棒性好。

高性能同步相量测量装置守时钟研制

同步相量测量装置(PMU)可靠工作的关键是作为同步采样脉冲源的全球定位系统(GPS) 的秒脉冲的可靠性。针对由于气候、故障及其他因素可能造成秒脉冲失效的情况,采用数字锁相环 技术,利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)及高精度晶振,研制了一种高性能的PMU守时钟。GPS 信号正常时,守时钟跟踪输入的秒脉冲;秒脉冲失效时,守时钟则提供一定误差范围内与秒脉冲同 步的替代信号。文中分析了其性能,通过仿真和实验进行了验证。

同步相量测量装置的一种异地校核方法

提出利用对晶振信号进行整数分频并结合GPS同步时钟生成相量测量装置(PMU)异地同步校核中基准信号的方法。通过分析可知,只要晶振频率足够高,生成的基准信号就有足够高的精度,而且信号的参量具有良好的可调节性。该方法可有效解决PMu测量网络中异地同步校核和自校核问题。

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GPS技术的电力系统同步相量测量装置

提出了一种采用全球定位系统 (GPS)同步相量测量装置 (PMU)的硬件方案。其设计基于双DSP结构 ,具有高速的运算能力和丰富的外围电路 ,并配置了网络接口 ,通信方便 ,可以实现电力系统大量节点的同步相量测量。叙述了PMU的原理、结构以及在电力系统中的应用。

同步相量测量装置现场动态测试方法研究

随着大区电网的互联,低频振荡以及次同步振荡已经成为制约电力系统安全稳定运行的关键环节之一,如何保证互联系统可靠运行,也成为了电力系统研究的关键技术之一。在已有的研究基础上,针对同步相量测量装置,提出了一种现场动态高精度检测方法,同时验证时间是否同步,从源头上保证了电力系统运行的可靠性。

电站中同步发电机励磁调节装置的可靠度最优配置

首先将电站中同步发电机励磁调节装置分为几部分 ,根据实际使用要求 ,以总成本为最低的原则对系统的可靠度进行最优配置。

多通道配电网同步相量测量装置模拟器的设计

基于ARM cortex-A8处理器硬件平台,设计了一种支持多种通信方式、可模拟多台PMU的多通道配电网同步相量测量装置模拟器。该模拟器以现有《电力系统实时动态监测系统第2部分:数据传输协议》(GB/T26865.2—2011)通信规约为基础,在Linux操作系统中选择读取已有文件数据或随机产生数据,生成符合通信规约要求的数据报文,并通过socket建立多通道连接,完成各种帧的封装与传输。此模拟器克服了使用PMU实体装置进行测试的缺点,从而方便了WAMS系统数据传输的相关测试。

高坝洲电厂同步相量测量装置的故障及处理

针对高坝洲水力发电厂同步相量测装置的配置、功能,分析自投运以来其PMU与WAMS主站通讯出现过的异常情况、存在的问题及处理措施,通过优化电厂PCS-996装置2台集中器的运行模式,更新CFG2配置文件,完成系统软件升级,使电厂PMU装置运行稳定,能较好地满足了上级调度工作要求。

同步相量测量装置校准器参考相量计算方法

电力电子设备的广泛应用导致电力系统逐渐出现了新的稳定性与可靠性问题,亟需高精度实时测量与感知技术,为解决上述问题提供数据基础。作为最有效的动态监测手段之一,同步相量测量装置(PMU)的测量精度至关重要。提出了一种PMU校准器的参考相量计算方法,为PMU测试提供校准参考值。该方法分析了电力系统典型静动态信号特性,建立了基波相量通用信号拟合模型,可表征PMU测试标准中除阶跃测试外的所有静动态测试信号。提出了基于非线性拟合的相量幅值、相角与频率迭代求解方法,并根据所得频率提出了基于最小二乘法的频率变化率计算方法。进一步,分析揭示了迭代初始值、计算时间窗长和拟合阶数对计算精度的影响及其设置方法。仿真与实验测试结果表明,该方法精度至少比标准规定的精度要求高1个数量级,可用于PMU的测试与校准。

四统一四规范同步相量测量装置关键技术研究

智能电网建设的全面深入推进,对变电站自动化系统安全可靠运行和智能分析应用提出了新需求。为此,国家电网对自动化产品提出"四统一四规范"要求。介绍一种满足同步相量测量装置"四统一四规范"要求的装置,论述装置功能模块基本架构。阐述了装置关键技术研究内容,提出一种抑制带外频率的同步相量实时计算模型,入网测试结果显示该算法远优于标准要求。提出基于Hamming窗的双插值FFT次/超同步振荡监测算法,测试结果显示其有效性。揭示了直流换流站伪低频振荡/次同步振荡产生机理,对直流换流站提出采样频率要求。描述了和电流计算及品质处理、多间隔PT/CT断线判断逻辑等功能。最后介绍了装置信息模型及通信服务相关内容。