广域测量技术的应用综述

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1、广域测量技术的应用综述摘要：基于GPS授时和PML’M步相量测量技术的广域测量技术，能够对电力系统中的电气量进行全网实时监测，为许多存在缺陷的传统技术提供了改进的平台。本文从三个方而对广域测量技术的应用进行综述：动态监测、参数辨识和阻尼控制。对每项应用的传统技术背景进行介绍，并将H前广域测贵技术的应用作为对比，并通过进一步的文献引用展现丫该技术最新的应用进展。关键词：广域测量技术；相量测量技术；应川1引言过去儿十年发生各种大停电事故的主要原因在于，仿真模型和参数与实际存在较人的误差，因而无法充分掌握电M当前的运行状态，更是缺乏足够的系统诊断能力。而随着互联电网规模的逐渐增大,对电力

2、系统的安全稳定运行提出了更高的要求。广域测量技术基于GPS授时和PMU同步相量测量技术，能够对整个互联电网进行实时的动态监测，为系统的安全稳定运行调度提供了数据和平台。随着广域测量技术在电力系统中应用的增多，它为许多过去存在缺陷的传统技术提供了改进的平台。本文将对广域测量技术的应用进行介绍，主要涉及以下三个方面：动态监测、参数辨识和阻尼控制，将其与传统技术进行对比，说明其优势所在，并进一步介绍其最新的应用进展。2动态监测传统的SCADAXEMS系统中，使用RTU(remoteterminalunit)作为测董手段，能够测董电压、电流的有效值和功率，可以表征系统的稳态潮流，伸.没有对

3、描述系统机电动态性能十分重要的相对相角量及其派生量；另一方面，测量的时间尺度为数秒级，因而得到的系统数据是历史的、不同时的，即便我们为其增加GPS时标，仍然只能监测系统稳态或准稳态运行情况。而在故障监测方面，传统的保护系统使用故障录波器DFR(digitalfaultrecorder)作为监测手段，时间尺度可达到微秒级，速度很快。但DFR只能测ft瞬时值，无法获得全而的系统动态过程信息，因而主要用于对故障后电磁竹态过程的记录，而无法对整个系统的动态过程进行记录和分析。而广域测量技术使用PMU(phasormeasurementunit)作为测量手段，可以基于GPS标准时钟信号，测量

4、得到信号的同步相量数据，其时间尺度介于RTU和DFR之间，目前最快可达10ms左右。广域测量技术的优点在于，它可以实现异地的同步相量测量，并保持足够商的精度，同时能够保证商速通信和快速反应，因而非常适合目前不断扩大的电M规模。另一方面，由于提供了相量数据，我们可以分析功角、无功储备等动态信息，从而能够对电网的动态过程进行实时监测，有助于调度和控制。文献［1］指出，东北电网在2003年建设了国內第一个广域动态监测系统，在2004年3月和2005年3月的两次人工三相短路试验(简称大扰动试验)中，记录了大量精确地测试数据，从而为大区域互联电网的动态过程分析提供了基础数据。文献R］指出，山

5、东电网从2005年12月投入运行实时动态检测系统，开发了北斗/GPS互备授时装罝，在国內首次使用国产“北斗一号”卫星导航系统为PMU提供备用授吋信号，从而不受制于国外的GPS系统的操控，提高了PMU的授时可靠性。在2006年7月1日的华巾、华北电网振荡中，该广域测量系统的主站及时启动了100Hz数据记录，从而完整记录了振荡过程。3参数辨识随着互联大电网规模的不断扩大，各类电力电子控制设备的引入，整个电网系统的动态特性越来越复杂，对电网的安全稳定运行也提出了更高的要求，这都要求电网的分析和计算更加准确，而模型与参数的准确性是其基础所在。文献［31指出，1990年全国电网会议统计报告中

6、，将负荷、励磁系统、发电机和原动机凋速系统的建模分别列急需解决研究课题的第2、4、5和6位。鉴于广域测fi技术优秀的在线测量能力，其与系统辨识的结合己成为研宂热点。3.1发电机参数辨识随着国家电网公司智能电网的建设，国家电力调度通信中心在编制《智能电网调度技术支持系统建没框架》时，明确将发电机参数辨识作为钓能电网调度技术支持系统的重要内界。传统的运行控制只依赖模型的典型参数或静止参数，因而对发电机参数的常规测砧方法往往是离线的，涉及到与饱和、涡流等密切相关的发电机动态参数时，往往无法保证其准确性。文献［4］指出了PMU相量测量技术在该问题上的三大特色：直接测量发电机功角；每隔40m

7、s及以内向调度主站传送一次电网动态数据；利用GPS给每个数据打上时标，获取同一时间断面上的数据。这正是广域测量技术在参数辨识上的优势所在。就同步发电机模型而言，巾于参数辨识涉及暂态过程，因而往往使用五阶甚至六阶的模型。就参数辨识的方法而言，一般在发电机运行过程中施加一个扰动信号，选择合适的量测量和观测量，寻找一组最优的参数，使经过模型计算得到的输出和实际系统的输出误差最小。文献［4］提山了基于GA(GeneticAlgorithm)遗传算法的优化策略。文献I5j提出丫