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。

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PMU的量测系统配置及其对状态估计精度的影响

提出一种新的相量测量单元(PMU)配置策略,同时搭建了由数据采集与监控系统(SCADA)和广域测量系统(WAMS)组成的混合量测平台。定量比较PMU阶段性配置过程中状态估计数值稳定性变化、PMU配置前后的估计误差及不同PMU配置方案下的各个母线估计误差,对所提出的经济且实用的PMU子站建设新方案进行了多角度验证。

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WAMS的混合量测平台的精度研究与PMU配置分析

研究了广域量测系统与数据采集与监控系统组成的混合量测系统下的状态估计精度问题。从状态估计的误差方差阵与雅克比矩阵条件数两个方面定量比较了PMU配量前后混合量测系统的状态估计精度变化,提出一种对电网公司实用而且经济的PMU子站建立的新方案。对目前发展中的广域量测系统具有较好的指导意义。

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。

考虑PMU量测信息的配电网运行状态分析方法

同步相量量测单元PMU(phasor measurement unit)在配电网中的推广使用有效提升了电网系统的可观性。首先提出了一种考虑PMU信息的配电网运行状态分析方法,该方法在数据采集与监控SCADA(supervisory control and data acquisition)系统数据更新时,将SCADA和PMU等不同量测时间尺度的混合数据进行状态估计;之后通过PMU数据进行状态估计更新,直至新的SCADA数据到来,开始新的混合数据状态估计。目标函数由估计值与量测值之间残差指数的加权和组成,降低了不良数据对估计结果的影响,并通过抗残差加权减少由于量测坏数据引起的运行状态波动。最后通过IEEE 123节点的算例分析,验证了所提方法具有较好的运行状态分析效果和有较高的时效性。

基于PMU/SCADA混合量测的电力系统鲁棒状态估计

状态估计器提供的准确运行状态是电力系统可靠运行和控制的关键,本文运用一种基于同步相量测量单元和数据采集与监控系统混合量测的鲁棒状态估计方法来精确监测电力系统的运行状态.针对加权最小二乘法在电力系统中对量测数据精度要求高、抗差性弱的缺点,结合分段指数函数和抗差估计,提出一种自适应加权最小二乘法,通过监测点配置及残差平方和来检测故障节点,并根据故障所在范围动态调整测量权值,提高了算法的鲁棒性.最后通过IEEE 30节点的算例分析,验证了该方法具有较好的鲁棒性和较高的时效性.

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。

基于灵敏度分析的线性混合量测状态估计

提出一种基于灵敏度矩阵并以相量测量单元(PMU)采样为周期的混合量测线性估计方法。把PMU的电流量测转换成功率量测,在初始计算时刻与基于监控和数据采集系统的量测一起进行非线性运算,得到状态估计值和功率量测量之间的灵敏度矩阵。在后续的PMU采样时刻,将转换得到的功率量测和通过负荷预报补充的伪量测组成混合量测,然后根据求得的灵敏度矩阵进行以PMU采样为周期的线性跟踪计算。当估计误差积累到一定程度时,重新进行一次混合非线性计算以更新灵敏度矩阵。通过IEEE 118节点系统,给出了负荷变化速率、预报误差和PMU量测数对所提估计方法计算精度的影响。结果表明,负荷变化越慢、预报误差越小、PMU的个数越多,其跟踪计算精度越高。

基于多分支电流混合量测的配电网三相状态估计

同步相量测量应用于配电网高级应用中是近年来的研究热点。针对配电网同步相量与智能电表的混合量测问题,提出一种以支路电流为状态变量的配电网状态估计方法。该方法在含分布式光伏接入的配电网中,将微型同步相量测量单元(Micro-Synchronous Phasor Measurement Unit,μPMU)和智能电表量测数据进行等效变换,实现异构数据支路电流幅值量测误差最小。首先,基于混合量测系统,推导三相量测方程模型。然后,运用加权最小二乘法实现了三相支路电流的状态估计。所提方法适用于三相不平衡、多分支电流量测的配电网。最后,通过对含分布式光伏的IEEE 37节点系统进行仿真,验证了方法的有效性。

PMU数据处理及其在综合负荷建模中的应用

为将PMU数据应用于电力系统综合负荷建模,针对调度数据平台所获得的PMU数据量大和采样频率低的实际特点,提出了一套对PMU数据进行预处理的方法。预处理包括数据筛选、数据整合与数据插值3个关键环节,详细介绍了数据处理流程及其数据插值的实现原理与方法。取某省电网220kV变电站PMU实测数据,将处理后数据应用于三阶感应电动机并联恒阻抗的动态负荷模型参数辨识,通过与系统实际响应的对比分析,验证了所提出的方法得到的数据样本能够很好地满足负荷模型参数辨识的要求。

计及PMU的混合非线性状态估计新方法

提出一种将同步相量测量单元(PMU)的直接电压相量量测变换为间接支路电流量测,并与监控与数据采集(SCADA)量测量一起进行混合迭代的非线性状态估计方法。对构造等效电流修正量而带来的间接量测误差进行了详细和定量的分析,并对该混合估计算法的精度进行了定性分析和定量计算。理论分析和算例表明,该方法可以获得较高的估计精度,在收敛次数和滤波效果上也有所改进。

基于改进灰色Verhulst模型的受扰轨迹实时预测方法

提出了一种基于改进灰色Verhulst模型的受扰轨迹拟合外推预测方法。发电机角度的受扰轨迹在每一个摇摆过程中,呈现S形走势,与灰色Verhulst模型变化规律相符。采用无偏模型来消除灰色模型的自身误差,并通过采集最新的两个数据补偿误差,进一步提高预测精度。该方法易于实现,所需要量测数据少,计算简单,对于多摆过程中波峰与波谷的预测有很高的精度。应用该方法对IEEE39节点系统与中国南方电网实际系统的不同故障情形进行了仿真计算,结果表明,该方法具有好的预测效果。

一种基于遗传-禁忌混合策略的PMU最优配置方法

以电力系统状态完全可观测和相量测量单元配置数目最小为目标,形成PMU最优配置问题.相量测量单元可以测量母线电压相量,结合测量数据采用改进的快速拓扑可观测性分析方法保证系统完全可观测,应用遗传算法和禁忌搜索算法的混合策略求解最优配置问题,实现全局最优.以IEEE 9节点系统和IEEE 39节点系统为例进行验证,结果表明,直接利用节点可观测原则判断电力系统的可观测性,可以提高可观测性分析的计算效率.

PMU准实时数据对主动配电网抗差估计的影响

由于相量测量单元(PMU)因成本问题无法在配电网中大规模配置,且不同设备向主站传输数据时存在客观的通信延迟、带宽限制等因素,因此状态估计器输入端存在不良数据。提出一种基于同步相量量测的主动配电网抗差估计方法,并提出以虚拟PMU量测模型补充大量的高精度冗余数据。将数据采集与监视控制(SCADA)量测系统、PMU量测和虚拟PMU量测构成的混合量测系统作为状态估计的输入端。考虑网络和量测数据不确定度对抗差M估计算法进行改进,避免了传统加权最小二乘估计中删除坏数据的残差判断和迭代过程,降低了估计耗时,提高了状态估计的可靠性和抗差性能。改进IEEE 14和IEEE 33节点配电网算例的仿真分析,验证了所提方法的有效性和普适性。

基于0-1规划迭代法优化PMU配置以提高混合状态估计准确度

相量量测单元(PMU)作为同步量测装置的主要组成部分,具有很高的数据同步性和准确性。因此,对PMU进行优化配置对于改善混合状态估计的准确度非常重要。利用0-1规划迭代法对PMU配置进行优化以提高状态估计的准确度。每次迭代选择一个PMU节点,把每次迭代选择的节点组成一个节点集,在每次执行混合估计时要充分考虑这些节点集。当混合估计的协方差小于给定的阈值时,停止迭代。对提出的方案在IEEE 14、IEEE 30和IEEE 57节点系统上进行仿真验证,证明了该法确实能够提高状态估计的准确度,具有一定的参考价值。

分布式谐波监测点优化与精度评估策略研究

当分布式电网结构复杂时,如果在所有节点安装谐波检测装置,会使得测量准确性和经济性降低。首先综合考虑谐波监测系统中相量量测单元的可观性、系统测量冗余度、通信通道要求、设备退出等多种情况,实现谐波状态估计监测点的优化。然后,利用误差分析检出优化监测点所采集数据中可能存在的不良数据,并利用概率密度曲线判断状态估计结果是否满足精度要求,以评估谐波监测点优化方案的可行性与精确度。最后,通过仿真与算例进行了理论验证。

考虑谐波状态估计精度的PMU优化配置研究

线性谐波状态估计利用多点的谐波监测数据,估计整个系统范围的谐波状态,其估计质量受同步相量量测装置安装数目和位置的影响。本文给出了一种计及谐波状态估计精度的PMU优化配置算法,在保证系统谐波状态可观的前提下,以各次谐波量测矩阵条件数的加权和为冗余量测的排除基准,获得谐波状态估计的基本量测;结合三种典型的PMU量测配置方案,研究了PMU配置对谐波状态估计结果的影响。

基于系统不完全可观的PMU优化配置新算法

限于同步相量测量装置(PMU)在电力系统中应用的局限性以及经济性,分析考虑了基于PMU的系统完全可观条件下电力系统状态估计过分冗余导致数据处理速度慢,收敛性不好等缺点,提出了基于系统不完全可观条件下,采用量子遗传算法对PMU进行合理配置,以期在最少PMU配置的基础上,使系统拥有足够的量测冗余度,得到的状态估计结果具有尽可能高的精度。通过算例仿真研究表明,该算法克服了深度优先算法(DFS)收敛性不好以及模拟退火法(SA)收敛速度慢的缺点,具有很好的收敛性和收敛速度,同时具有很好的精度要求。