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。

基于同步相量测量的配电网状态估计方法

为保证现代电力系统配电网的安全稳定运行和供电能力,需要快速获取配电网准确的实时状态进而对系统进行动态分析、评估和控制。本文构建了复数域下基于同步相量测量的配电网线性状态估计模型,考虑节点注入约束提升了测量的冗余性,分析同步相量测量的误差特点并提出复数域最小二乘法求解状态估计问题。面向实际应用需求,通过分析测量残差提出一种权重自适应调整算法,以及一种不良数据辨识和校正的方法。仿真结果表明,所提方法能有效提高配电网状态估计的准确性、实时性和适用性。

基于微型同步相量测量装置的配电网扰动定位方法研究

现代配电网运行稳定性易受到多种因素的扰动,如高阻接地故障,分布式电源的投切给配电网电压分布以及网络损耗带来的影响,无功补偿装置与储能装置投切、电动汽车接入等,在本文中均将此类事件定义为扰动配电网正常运行的异常事件,文中首先介绍了配电网在国内的发展状况和微型同步相量测量的优点,对新能源利用形式下可能扰动配电网正常运行状态的常见事件进行分析,并提出了以电路定理中的补偿原理为依据,利用扰动事件发生时的等效电路和微型同步相量测量装置的实时相量信息配合进行配电网内异常事件的定位方法。

配电网信息共享与同步相量测量应用技术评述

针对现代配电网的特点,包括分布式电源的灵活接入、网络拓扑动态变化、配电网故障自愈需求等,调研并评述配电网信息共享技术,以及国内外配电网同步相量测量应用的新技术。主要从如下方面展开:1)配电网同步相量量测硬件需求、时间同步模式及组网方式;2)基于同步量测的配电网状态估计相关技术;3)基于同步量测的配电网快速故障定位技术;4)基于同步量测的分布式电源孤岛检测与实时控制技术;5)微电网及配网同步相量精确快速求解算法研究等。该文研究综述国内外的最新研究进展,并结合中国电网特点进行技术评述,论文成果对于多信息源在配电网中的综合利用,以及未来同步量测技术在配电网中的发展会起到积极的推动作用。

基于同步相量测量装置的主动配电网LTE通信安全研究

针对传统主动配电网LTE通信安全研究方法忽略了统计通信信号频率,导致研究结果存在精准度较低,配电网通信安全度不够理想的问题,提出基于同步相量测量装置的主动配电网LTE通信安全研究。利用GPS系统秒脉冲作为同步时钟测量单元,以同步相量测量为基本原理,标记测量的CPU,并统计当前交流信号频率。在PMU电源管理单元中,采用128位的加密算法,通过加解密流程,实现主动配电网LTE安全通信研究。实验结果表明,所提方法的精准度更高、安全性更好,能够为保障通信安全提供可靠依据。

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.

基于同步相量测量技术的配电网故障定位

配电网的故障定位是配电网自动化系统中的一项高级功能。为此,针对配电网的特点,结合同步相量测量技术对节点电压方程进行了处理,导出了一种新型的故障定位矩阵算法。该算法具有较强的通用性,求解过程简单快捷,故障定位快速,对于部分类型的故障还可以具体解出故障距离。最后结合IEEE13节点系统和IEEE36节点系统,说明了该算法的定位方法并证实了其有效性。

配电网高精度同步相量测量技术方案与展望

随着分布式新能源渗透率不断提高,智能配电网电力电子化趋势明显,可观问题更加严重,亟须适用于智能配电网的同步相量测量装置(D-PMU)研究。文中在调研国内外研究现状的基础上,阐述了适用于智能配电网的同步相量测量面临的科学问题,分别从高噪声和强瞬变环境下的高精度同步相量测量方法、弱通信条件下的时间同步技术、微型同步相量测量装置信息安全技术、装置研制、测试技术与测试平台5个方面,提出了配电网高精度同步相量测量技术的研究思路与框架。同时,初步提出了D-PMU的框架结构、相量测量方法与校准方法。

同步相量测量技术在配电网中的应用

随着智能电网建设的不断深入,配电网的智能化升级改造也步入正轨。同步相量测量技术不仅适用于输电系统,在实现配电网智能化方面也能发挥积极作用。基于美国FNET系统和国内WAMS Light系统,给出国内外配电网同步相量测量系统概念;从状态估计、故障定位、谐波估计、孤岛检测角度,介绍同步相量测量技术在配电网诊断方面的应用,并从微电网协调、电能质量控制、控制与保护角度论及它在配电网保护方面的应用。最终,针对配电网同步相量测量技术发展所遇问题,试着提出明确的解决思路。

新型配电网同步相量装置测试与实际电网应用

配电网同步相量测量装置是配电网同步测量系统的核心装置,为实现配电网动态监测与控制提供基础数据。而配电网环境中存在多种谐波、间谐波干扰成分和动态场景。因此,同步相量算法作为关键技术需要在复杂测量环境下兼顾测量精度和动态响应性能。本文基于所提出的新型配电网同步相量算法和新研制的新型配电网同步相量装置,搭建了高精度同步相量测试平台,并基于该平台设计了符合配电网环境特征的多场景测试方案。同时在上海临港地区进行了示范应用,对实际配电网信号特征与动态特性进行了分析,同时也检验了所提出的新型配电网相量算法的有效性与准确性,为配电网同步相量测量装置的广泛应用奠定了基础。

含微型同步相量测量的智能配电网信息集成方法

随着分布式电源、柔性负荷、电动汽车的大量接入,配电网呈现出潮流双向化、源荷智能化、网络电力电子化等新特征,为提高智能配电网的可观测性,微型同步相量测量装置等新技术产品得到逐步推广和使用,为智能配电网状态监测和运行控制提供了新方法和新手段。针对大规模分布式电源、柔性负荷、电动汽车接入智能配电网实际情况以及微型同步相量测量信息与已有SCADA数据集成应用需求,提出了多源端系统数据信息集成思路和方法,构建了基于海量数据总线和高速数据总线的硬件架构和软件架构方案,通过采用主动分布式内存库、高速数据总线等技术将微型同步相量量测高密度实时数据与已有自动化、信息化系统实现信息集成和融合共享,为智能配电网高频运行状态估计、小电流故障诊断与定位、动态特性优化协调控制等高级应用提供数据信息支撑。

基于μPMU测量数据的配电网线路阻抗参数估计

为解决长期以来低压配电网线路阻抗参数缺失的问题,基于微型同步相量测量单元(micro phasor measurement unit,μPMU)提供的测量数据,首先,以线路阻抗参数为变量,根据测量数据推算台区首端状态值,以推算值与实测值的差值作为目标函数,将阻抗参数的求解转化为多目标最优化问题;然后,通过实验确定合适的目标函数权重系数取值和数据集大小,以减少误差对求解结果的影响,使模型求解精度达到较高水准;最后,搭建了包含26个负荷节点、34条线路支路的低压配电网台区算例,在考虑实际测量误差的情况下,线路阻抗参数计算平均误差为3.87%。算例结果表明,所提方法实现了阻抗参数的精确计算,验证了所提模型的有效性。

基于同步相量测量的配电网电压暂降溯源系统设计研究

[目的]电压暂降是配电网中影响最严重的电能质量问题之一。目前,由于缺乏对电压暂降源定位的系统,责任划分和归属问题一直是电压暂降事故处理的难点。采用配电网同步电能质量测量数据进行监测和分析是解决电压暂降溯源问题的有效途径。[方法]首先,分析了同步相量与电能质量测量一体化的体系架构和融合方案,提出基于实时同步量测数据实现电压暂降源溯源定位的方法;然后,提出了配电网示范工程布点案例设计方案;最后,对同步相量与电能质量测量一体化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所提出设计方案的可行性。[结论]示范工程为后续大规模推广和复制积累了工程经验。

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。

面向主动配电网的同步相量测量算法综述

大量分布式能源的并网,使得配电网中的电源点增多,动态行为日趋复杂。基于同步相量测量技术的广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)能对电网部分关键节点进行实时的监测与分析,能有效的提高电网运行的可靠性。结合中外文献,分析了当前同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)应用于主动配电网的瓶颈,分别讨论了当前频率跟踪和同步相量测量算法的优缺点,最后总结出能够实际应用的方法及广域同步相量在主动配电网的发展趋势。

基于零序分量的阻抗法配电网故障定位技术

精准故障定位对提高配电网的安全性、可靠性有着重要意义。提出了一种基于零序分量的阻抗法定位技术。依据线电压对称性及零序电压幅值判断是否发生单相接地故障,再利用安装在母线处及线路末端的同步相量测量单元获取线路发生单相接地故障后的稳态零序信号。在此基础上,根据线路两端零序电压、母线侧零序电流及线路零序参数建立各区段发生单相接地故障时的测距方程,以区段线路长度为限制排除伪根、确定真实根,通过遍历系统各区段可同时实现区段定位及故障测距。在EMTP/ATP仿真软件中搭建10 kV配电网。结果表明,所提方法在混合线路、多分支线路等多种配电网结构下都能保持较高精度,且测距精度不受接地电阻和故障相角的影响。

基于同步相量的有源配电网自适应故障区段定位方法

分布式电源大量接入、网络拓扑结构和运行方式复杂多变,使得有源配电网故障诊断与定位面临新的挑战。同步相量测量单元(PMU)在配电网中的应用为故障处理提供了新的信息支撑。该文首先利用开关变位和PMU实时通信状态等信息,提出一种基于邻接子阵法的同步测量区段实时更新方案,可考虑配电网拓扑结构变化和PMU通信中断等场景;进而利用三相电压/电流同步相量数据,提出基于时空特征矩阵Frobenius范数的自适应短路故障区段定位算法;最后利用PSCAD软件搭建含分布式电源的IEEE 34节点系统,仿真验证所提出算法有效性。

一种新型的电网相量同步测量装置

研制了一种新型电网相量同步测量装置,结合GPS和单片机实现了异地被测信号的同步采样,很好地解决了采样频率自动快速跟踪并锁定电力系统基频变化和异地电网相量的同步测量问题,并通过理论分析表明,此装置在频率快速变化的情况下仍有较高的测量精度。

基于μPMU和二分搜索法的辐射状配电网电压暂降源定位

快速准确地定位电压暂降源,对提高供电可靠性和明确供需双方责任具有重要意义。文中提出一种基于微型同步相量测量装置(micro-phasor measurement unit,μPMU)和二分搜索法的辐射状配电网电压暂降源精确定位方法,首先利用装设μPMU的分层电路求解暂降源电流,在各分层电路分别假设暂降源电流注入各母线节点,进而计算末端母线虚拟电压变化量,并与实测的末端母线电压变化量求误差,根据误差大小确定暂降源邻近母线。然后在暂降源邻近母线相邻区段的中点设置虚拟母线,利用二分搜索法快速缩小定位区间,实现暂降源的精确定位。最后在MATLAB中利用IEEE 33节点模型对文中方法进行验证,结果表明该方法对辐射状配电网中不同位置、不同类型的电压暂降源定位精度高,且具有一定的抗干扰能力。

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。