同步相量測量裝置的應(yīng)用進(jìn)展.doc

《同步相量測量裝置的應(yīng)用進(jìn)展.doc》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、同步相量測量裝置的應(yīng)用進(jìn)展摘要：簡要介紹了同步相量測量裝置的技術(shù)原理，綜述了在電力系統(tǒng)狀態(tài)估計(jì)與動態(tài)監(jiān)視、穩(wěn)定預(yù)測與控制、模型驗(yàn)證、繼電保護(hù)及故障定位等方面的研究和應(yīng)用?，F(xiàn)場試驗(yàn)、運(yùn)行以及應(yīng)用研究的結(jié)果表明，基于同步相量測量裝置的廣域測量技術(shù)，為保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了新的方法和手段。關(guān)鍵詞：全球定位系統(tǒng)相量測量裝置廣域測量　　20世紀(jì)90年代初，借助于全球定位系統(tǒng)(GPS)提供的精確時間，同步相量測量裝置PMU(phasormeasurementunit)研制成功后［1］，目前世界范圍內(nèi)已安裝使用數(shù)百臺PMU?，F(xiàn)場試驗(yàn)、運(yùn)行以及應(yīng)用研究的結(jié)果表明：同步相量測量技術(shù)在電力系統(tǒng)狀

2、態(tài)估計(jì)與動態(tài)監(jiān)視、穩(wěn)定預(yù)測與控制、模型驗(yàn)證、繼電保護(hù)、故障定位等方面獲得了應(yīng)用或有應(yīng)用前景。本文綜述了同步相量測量裝置的原理及其應(yīng)用。1　同步相量測量技術(shù)原理　　PMU的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示，其基本原理為：GPS接收器給出1pps信號，鎖相振蕩器將其劃分成一定數(shù)量的脈沖用于采樣，濾波處理后的交流信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器量化，微處理器按照遞歸離散傅立葉變換原理計(jì)算出相量。對三相相量，微處理器采用對稱分量法計(jì)算出正序相量。依照IEEE標(biāo)準(zhǔn)1344—1995規(guī)定的形式將正序相量、時間標(biāo)記等裝配成報(bào)文，通過專用通道傳送到遠(yuǎn)端的數(shù)據(jù)集中器。數(shù)據(jù)集中器收集來自各個PMU的信息，為全系統(tǒng)的監(jiān)視、保護(hù)和控制提

3、供數(shù)據(jù)。圖2示出了PMU與數(shù)據(jù)集中器的通信，可以采用多種通信技術(shù)，如直接連線、無線電、微波、公共電話、蜂窩電話、數(shù)字無線等。因特網(wǎng)技術(shù)也可用于PMU數(shù)據(jù)通信，在通信和功能層應(yīng)用TCP/IP規(guī)約，可靈活控制PMU。數(shù)字信號處理、同步通信是同步相量測量技術(shù)的關(guān)鍵。防混疊濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器等器件的性能直接影響測量的精度。圖1　PMU結(jié)構(gòu)框圖圖2　PMU與數(shù)據(jù)集中器的通信2　同步相量測量技術(shù)的研究與應(yīng)用2.1　現(xiàn)場試驗(yàn)及運(yùn)行　　20世紀(jì)90年代以來，PMU陸續(xù)安裝于北美及世界許多國家的電網(wǎng)，針對同步相量測量技術(shù)所進(jìn)行的現(xiàn)場試驗(yàn)，既驗(yàn)證了同步相量測量的有效性，也為PMU的現(xiàn)場運(yùn)行積累了經(jīng)驗(yàn)。其

4、中包括1992年6月，喬治亞電力公司在Scherer電廠附近的500kV輸電線上進(jìn)行了一系列的開關(guān)4試驗(yàn)［2］，以確定電廠的運(yùn)行極限并驗(yàn)證電廠的模型；1993年3月，針對加利福尼亞—俄勒岡輸電項(xiàng)目所進(jìn)行的故障試驗(yàn)［3］等。試驗(yàn)中應(yīng)用PMU記錄的數(shù)據(jù)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)吻合?！—ノ覈邶埥|部電網(wǎng)區(qū)域穩(wěn)定控制系統(tǒng)中裝設(shè)的基于GPS的相量測量裝置，在1997年6月29日的一次故障中記錄了3個不同地點(diǎn)的動態(tài)數(shù)據(jù)，包括各點(diǎn)之間的相位差信息［4］。我國南方電網(wǎng)骨干聯(lián)絡(luò)線天廣500kV線路的功角振蕩也已可在電網(wǎng)調(diào)度中心實(shí)時觀測。2.2　研究與應(yīng)用領(lǐng)域　目前，同步相量測量技術(shù)的應(yīng)用研究已涉及到狀態(tài)

5、估計(jì)與動態(tài)監(jiān)視、穩(wěn)定預(yù)測與控制、模型驗(yàn)證、繼電保護(hù)及故障定位等領(lǐng)域?！　—ァ　?1)狀態(tài)估計(jì)與動態(tài)監(jiān)視。狀態(tài)估計(jì)是現(xiàn)代能量管理系統(tǒng)(EMS)最重要的功能之一。傳統(tǒng)的狀態(tài)估計(jì)使用非同步的多種測量(如有功、無功功率，電壓、電流幅值等)，通過迭代的方法求出電力系統(tǒng)的狀態(tài)，這個過程通常耗時幾秒鐘到幾分鐘，一般只適用于靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)?！　?yīng)用同步相量測量技術(shù)，系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)正序電壓相量與線路的正序電流相量可以直接測得，系統(tǒng)狀態(tài)則可由測量矢量左乘一個常數(shù)矩陣獲得，使得動態(tài)狀態(tài)估計(jì)成為可能(引入適當(dāng)?shù)南嘟菧y量，至少可以提高靜態(tài)狀態(tài)估計(jì)的精度和算法的收斂性)［1］。將廠站端測量到的相量數(shù)據(jù)連續(xù)地傳送至控制中

6、心，描述系統(tǒng)動態(tài)的狀態(tài)就可以建立起來。一條4800或9600波特率的普通專用通信線路可以維持每2～5周波一個相量的數(shù)據(jù)傳輸，而一般的電力系統(tǒng)動態(tài)現(xiàn)象的頻率范圍是0～2Hz，因而可在控制中心實(shí)時監(jiān)視動態(tài)現(xiàn)象?！—?2)穩(wěn)定預(yù)測與控制。同步相量測量技術(shù)可在擾動后的一個觀察窗內(nèi)實(shí)時監(jiān)視、記錄動態(tài)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可以預(yù)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制決策。文獻(xiàn)［5］介紹了基于同步相量測量技術(shù)，采用模糊神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測和控制決策，取PMU所提供的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角度以及由轉(zhuǎn)子角度推算出的速度(變化率)等作為神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的輸入，輸出對應(yīng)穩(wěn)定、不穩(wěn)定。在弱節(jié)點(diǎn)處安裝PMU，可以觀測電壓穩(wěn)定性。PSS利用

7、PMU所提供的廣域相量作為輸入，構(gòu)成全局控制環(huán)，可以消除區(qū)域間振蕩。　(3)模型驗(yàn)證。電力系統(tǒng)的許多運(yùn)行極限是在數(shù)值仿真的基礎(chǔ)上得到的，而仿真程序是否正確在很大程序上取決于所采用的模型。同步相量測量技術(shù)使直接觀察擾動后的系統(tǒng)振蕩成為可能，比較觀察所得的數(shù)據(jù)與仿真的結(jié)果是否一致以驗(yàn)證模型，修正模型直到二者一致?！—?4)繼電保護(hù)和故障定位。同步相量測量技術(shù)能提高設(shè)備保護(hù)、系統(tǒng)保護(hù)等各類保護(hù)的效率，最顯著的例子就是自適應(yīng)失步保護(hù)。對于安裝在佛羅里