考虑相量量测单元数据不同步的双端输电线路正序以及零序参数辨识方法

针对相量量测单元(phasormeasurementunit,PMU)数据不同步导致参数辨识结果误差大的问题,提出了考虑PMU数据不同步的输电线路正序以及零序参数辨识方法。首先,分析线路集中参数模型和分布参数模型在一定电压等级下的长度适用范围。基于线路的集中参数模型,利用正常运行情况下PMU装置获取的线路两端功率以及电压信息,构建以正序参数和不同步角度为未知量的非线性方程,并运用Levenberg-Marquardt(L-M)算法求解正序参数以及不同步角度。其次,在辨识出正序参数以及不同步角度的基础上,分析单相接地故障情况下的正序、负序以及零序等效电路图,通过正序和负序网络求解出故障距离。在故障距离已知的情况下,基于零序网络构建以零序参数为未知量的方程,并利用L-M算法求解方程。最后,利用MATLAB软件搭建单回双端输电线路系统,并对所提正序以及零序参数辨识方法进行仿真,验证了所提参数辨识方法的有效性和精确性。

微型同步相量测量单元在智能配电网运行状态估计中的应用

由于能源和环境的双重约束,我国将在分布式电源、电动汽车充换电设施和需求响应资源方面大力发展.首先,阐述智能配电网将呈现新的形态:间歇性和不确定性的分布式发电不断增多;配电网的运行方式多变,电力电子化明显;负荷呈现出多元化和互动性,常规的配电网量测装置与状态估计方法难以对动态特性进行准确刻画.其次,论述同步相量测量单元(PMU)功能及其在配电网状态估计中应用的必要性,并系统梳理微型同步相量测量单元和配电网状态估计技术的国内外研究现状.最后,对PMU量测特性对智能配电网状态估计性能的提升进行全面评述,针对具体关键技术提出了未来研究方向.

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。

基于微型同步相量测量单元的配电网单相接地故障定位

准确定位配电网的故障对于提高供电的可靠性和减少连续停电所造成的损失有着重要的意义,微型同步相量测量单元(micro-phasor measurement units,μPMU)的应用,为配电网故障准确定位提供更多的信息。为此,提出了一种基于μPMU信息的极限梯度提升和基于遗传算法的支持向量机的配电网单相接地故障定位方法。首先,通过μPMU提供的零序电流方向判断故障区段;然后,依据端电压电流正序向量和实际故障距离的特征集训练组合算法测距模型;最后,用组合算法故障定位器对验证集的故障定位。通过Matlab/Simulink仿真,证明该方法能够有效定位故障,承受过渡电阻、故障类型和噪声的影响,与传统的机器学习方法比较,组合模型定位方法的定位精度更高。

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。

智能配电网运行状态估计中微型同步相量测量单元的运用

现阶段,经常会受到节约能源和绿色环境的影响,我国在智能配电网运行方面有着一定的改变,主要是将微型同步相量测量单元应当到其中,呈现一个新的运行状态。本文对微型同步相量测量单元在智能配电网运行状态估计中的具体应用,展开分析和阐述。

一种提高同步相量测量装置动态性能的新算法及其测试研究

近年来国内外对同步相量测量装置动态性能的要求成为这一领域的热点。分析了当前相量测量装置主要采用的基于频率偏移的DFT修正算法,发现该算法在系统频率偏离额定频率很小的静态条件下具有很高的精度;当系统发生如低频振荡、故障、失步等动态变化过程时,算法的精度不够。给出一种不仅能适应于电力系统静态条件也能适应于动态变化过程的相量测量的新算法,给出了算法的具体实现过程。最后介绍了最新制定的同步相量测量装置动态性能的测试规范项目及其测试方法。

基于GPS的相量量测单元在电力系统中的应用研究

基于GPS(Global Position System)技术的同步相量量测单元(PMU)可以实时测量节点电压的幅值和相角,介绍了PMU的测量原理以及其在电力系统电网稳定性监测与分析、广域测量系统(WAMS)、暂态稳定预测及控制、在线扰动识别、低频振荡的在线监测与分析、负荷参数辨识等方面的潜在的应用价值。为电力系统分析和控制提供了新思路。

基于μPMU量测的配电网自适应拓扑识别方法

针对现有拓扑识别方法存在的耗时长、量测冗余多、难以捕捉到网络变化等问题,提出了一种基于自适应退火算法的配电网拓扑识别方法。基于优化配置的微型同步相量量测单元(μPMU),通过增添校验装置,自动修正拓扑识别过程中不良数据、干扰噪声的影响;通过自适应控温、变异的退火方法,实现闭环反馈,并比较拓扑相异度以准确进行拓扑识别。算例分析结果表明,所提方法在不同的干扰、量测误差下均具有较高的识别准确率,实时性强且鲁棒性好。

智能变电站IEEE 1588同步偏差对同步相量量测的影响

IEEE 1588协议所提供的高精度的网络同步方式,在智能变电站网络化通信中具有重要的应用价值。基于抗网络流量能力、时间戳精度和可靠性分析了更适用于智能变电站的IEEE 1588时钟模式。基于过程层网络报文的特征和实际工况,分析了交换机风暴过滤功能及其不足对IEEE 1588同步性能的影响。搭建了智能变电站过程层三网合一硬件时钟性能测试平台,测试了虚拟局域网(VLAN)正常或失效时IEEE 1588同步受背景流量的影响。通过仿真分析了交换机风暴下同步偏差对相量测量单元(PMU)量测误差的影响。

智能配电网广域同步相量测量体系设计方案研究

[目的]随着配电网大规模分布式电源和柔性负荷的接入,传统终端测量的准确性和速度难以满足实际需要,而采用新一代配电网微型同步相量测量装置(Distribution Micro Synchronous Phasor Measurement Unit, D-PMU)是解决上述问题的一个重要途径。[方法]首先,分析了D-PMU的工作原理和应用;其次,提出了配电网同步相量测量系统及安装部署方案;然后,根据示范区域的业务需求,提出配电网广域测量控制系统的体系架构及部署方案;最后,对D-PMU在智能配电网的应用进行了总结。[结果]示范建设成效验证了项目所研制的关键技术及设计方案的可行性和经济性。[结论]为D-PMU进一步与配网其他传统领域融合推广提供了丰富的工程经验。

卫星同步授时偏差对PMU量测的影响

同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的本质特征是同步量测,因此卫星同步授时信息的准确程度将直接影响PMU量测的精度和可靠性,从而进一步影响电力系统动态过程监测等基于PMU量测的各类应用功能的发挥。文章针对我国安装于变电站和发电厂的2类PMU分别展开讨论,重点推导了电力系统动态情况下考虑授时偏差的变电站PMU量测相量计算公式,分析了授时偏差对相量幅值与相角量测的影响规律;此外,根据发电厂PMU量测发电机转子角原理,分析了电力系统稳态及动态情况下发电厂PMU实测发电机转子角与授时偏差的关系。最后,通过搭建的物理实验平台,进行了稳态和动态实验,验证了理论分析的正确性。

融合多源量测数据的区间型抗差谐波状态估计

在相量测量单元(PMU)配置数量不足以满足谐波状态估计的可观性条件时,可将电能质量监测装置(PQMD)作为数据补充源。该文针对多源量测数据存在的同步性差异和量测偏差等问题,提出一种融合PMU与PQMD量测数据的区间型抗差谐波状态估计方法。首先,根据PQMD检测起始时刻不同步的特征,提出基于重叠度指标的PMU与PQMD量测数据融合方法;其次,采用量测变换从PQMD功率量测数据得到等效电流相量量测,构建区间型混合量测全集;再次,采用投影统计法和改进Huber权函数计算量测权重,对重叠度低且残差大的量测赋予较小的权重以抑制量测偏差的影响,并根据权重大小优选测点,得到非同步量测偏差最小的量测子集;最后,通过迭代重加权最小二乘法求解状态估计模型,在IEEE 30系统验证了该文所提方法的可行性与有效性。

一种配电网高精度快响应同步相量算法及其实现

随着分布式电源、电动汽车等大规模接入,配电网亟需新的动态量测手段。然而,输电网同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)技术因其精度不足、动态性能欠佳难以直接用于配电网。目前国内外开展的配电网PMU研究工作也尚处于起步阶段,难以满足应用需求。面向配电网同步相量量测需求,提出了一种基于频率在线分析和自适应滤波器的高精度、快响应的多通道综合同步相量算法。基于考虑多带外干扰的稳态和动态信号模型,设计了2种不同阶的自适应FIR滤波器,并分析了它们在不同场景下的适应性边界。提出多通道在线协调算法框架,以实现算法整体协调优化。基于片上系统硬件平台进行算法实现,并在搭建的高精度同步相量测试系统中开展多场景性能验证,为测量装置在实际系统示范应用奠定了基础。

基于混合量测状态估计的配电网故障定位方法

微型相量测量单元(micro-phasor measurement unit,μPMU)为配电自动化的进一步升级提供了良好的量测基础,但现阶段电网中μPMU数量有限,难以满足传统配电网故障定位的需求。针对该问题,结合电网中μPMU与智能电表等量测设备,并基于虚拟节点的多重状态估计方法,提出了一种基于混合量测状态估计的故障定位方法。首先,通过等效变换将μPMU和智能电表的测量信息输入到故障状态估计器当中。然后,利用μPMU将网络划分为不同的区域。根据状态估计结果计算故障电流,缩小故障搜索区域以减少计算复杂度。为了识别区域内的故障位置,通过设置附加虚拟故障节点形成多种特定的故障拓扑结构并执行多重状态估计,计算出用于识别故障位置的加权测量残差指标,以确定故障位置。最后,在实时仿真系统(real-timedigitalsimulation, RTDS)中进行仿真测试,结果表明所提方法在不同故障场景下均能准确有效地定位故障,且对量测误差具有较好的鲁棒性。

基于北斗的μPMU相角同步测量精度问题的研究

随着我国对配电网研究力度的加大及北斗导航系统组网成功,基于北斗的配电网研究课题成为主流。在研制的配电网微型同步相量测量单元(Micro-synchronous Phasor Measurement Unit,μPMU)与故障录波装置的基础上,考虑采用北斗作为时钟源,对北斗可能造成的相量误差进行分析与研究。从稳态和动态两方面推导了授时偏差下μPMU量测相量的计算公式,分析了北斗授时偏差对相量幅值和相角的影响规律。通过MATLAB对相量误差进行仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性,采用北斗作为时钟源可以有效提高原装置的相量测量精度,尤其是相角精度。

基于广域测量系统的状态估计研究综述

广域测量系统(WAMS)的逐步发展给电力系统在线分析方法提供了一个新思路。针对 WAMS测量精度高、具有同步相量测量功能以及数据传输快等特点,分别从引入高精度节点电压相量量测的状态估计算法、引入高精度支路电流相量量测的算法、引入全部WAMS量测的算法以及其他与WAMS状态估计相关的问题等4个方面,介绍了目前引入WAMS量测的各种状态估计算法;并详细分析了各种算法的优缺点和适用范围,从工程应用出发研究其可行性,对部分算法给出了改进措施。讨论了WAMS的不良数据检测与辨识问题、相量测量装置(PMU)的最优配置问题以及基于PMU的动态状态估计和谐波状态估计等与WAMS状态估计相关的其他问题。

基于广域测量系统的电力系统状态估计

根据雅可比矩阵的不同形式,提出了3种将相量测量单元的状态变量量测转换成相应支路电流量测的电力系统状态估计方法。用量测量真值叠加随机误差来模拟量测噪声,这使得每一个量测量值都有不同的标准差,即每一个量测量值都有不同的权重,提高了估计精度。IEEE5节点和IEEE39节点系统算例验证了文中所述方法的正确性。

基于PMU量测的智能配电网电压–功率灵敏度鲁棒估计方法

配电网中同步相量测量技术的应用对于提高系统电压–功率灵敏度的估计精度具有重要作用。提出了一种基于同步相量量测的智能配电网电压–功率灵敏度鲁棒估计方法。首先,基于同步相量量测的历史数据和实时数据,采用最小二乘方法实现了实时电压–功率灵敏度的精确估计;进一步,考虑功率量测和电压量测均含有不良数据的情况,采用帽子值加权和最小绝对值估计方法相结合的方式,避免了最小二乘方法中删除坏数据的残差判断和迭代过程,提高了计算效率和可靠性,实现了电压–功率灵敏度的鲁棒估计;最后,通过IEEE33节点算例分析证明了所提出算法的正确性和有效性。

多功能测控装置电参量测量算法融合方法

提出一种适用于智能变电站多功能测控装置的电参量测量算法融合方法。分析了变电站中稳态遥测测量、同步相量测量、电能量计算的需求,比较3种电参量测量的数据采样、运算处理的特点,提炼出3种测量的共性技术。充分考虑了数字化采样的特点及其带来的数据丢点、通道间不同步等异常处理。通过对算法的融合与优化,实现了单装置完成3种测量功能的集成。融合方法最终在智能变电站多功能测控装置中实现。