状态估计和相角测量单元.ppt

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1、9.7状态估计和相角测量单元EMS系统仅采集电压、电流、有功、无功等的有效值,缺乏对描述系统机电动态行为十分重要的相角、内电势及其派生量;且其得到的系统数据是历史的、不同步的,因此只能监测系统的稳态或准稳态运行情况广域测量系统中的同步相量测量单元(PMU)利用GPS系统的高精度授时信号,能实现对电力系统各个节点动态数据的同步采集。为解决电网安全稳定问题,提高电网动态安全水平和防止大停电事故提供了新的技术途径;为电力系统在线应用领域中的分析、控制功能的研究开发提供了新的数据源。状态估计和PMU和SCADA数据相比WAMS测量增加了测量类型---相角测量测量数

2、据精度高---测量装置的等级高，同步误差小速度快tsts-2ts-1tp-4tp-3tp-2tp-1tp—SCADA量测—PMU量测利用PMU量测的状态估计SCADA与WAMS的联合相角测量单元(PMU)和广域测量系统（WAMS)MeasurementsSCADAPMUWAMSWideAreaMeasurementSystem关键问题：如何有效地利用同步相量测量数据为系统安全可靠运行服务PMU开发：90年代初，随GPS接收器的普及量测周期短(ms)：10ms,20ms量测点少：几个站至十几个站数据量大：1/10ms100/s6,000/min360,00

3、0/h8,640,000/d海量数据，需要数据挖掘，不然调度人员不能观察PMU相角测量单元正弦交流电路，电压和电流可以表述为对于上面简单的系统，有就是知道两个节点的电压相角，支路电流就能准确计算出来。相角，是时间正弦波零时刻的角度。计算支路电流，必须知道支路两端节点电压的幅值和相角。两个节点电压的相角，是面向相同“零时刻”（同一个系统时钟）的角度。如果不同步,时间不同步引起的误差为如果时间误差为1ms，则1毫秒误差=18度。测量相角，对时间要求高对时系统时钟PMU：相角测量单元WAMS：WideAreaMeasurementSystemWAMSofEle

4、ctricalGRID=PMUBasedWAMS观察电网的时间密度，从秒数量级推进到毫秒数量级！PMU测量及应用发电厂和重要变电站安装PMU单元,对母线电压和线路电流进行三相交流采样采用相量算法计算正负零序相量、频率和功率，对于发电厂还得到机组的内电势相量由GPS接收器提供的高精度时钟信号将测量结果打上时标遵循共同的接口协议将带时标的相量数据打包,高速通信网络传送到数据中心数据中心对各子站的相量进行同步处理和存储计算系统惯性中心角度和各机组、母线的相对相角应用程序，对相量数据实时评估,动态监视电网安全稳定性进行离线分析为系统的优化运行提供依据与控制结合，提

5、高电网的安全稳定水平和传输能力由PMU子站、调度中心站（主站）和国家电力数据通信网组成。PMU子站包括GPS、测量、监控和通信四个主要功能模块。GPS模块接收GPS授时信号，为测量和监控模块提供高精度时间信息测量模块采集和处理模拟量和开关量，生成带时标的同步相量数据；监控模块对PMU子站各功能模块进行监视和管理；就地计算机提供交互式人机界面，便于运行和调试时修改有关配置参数PMU子站经通信模块接入数据网，与主站进行通信。WAMS的构成主站设在省调度中心，包括通信前置机、服务器和应用工作站（1）数据中心由负责WAMS系统中心站与各子站以及其他数字系统数据通信

6、的通信模块，以时间为断面保存数秒内（时间长度可定制）的实时相量数据库，对数据中心的数据和程序进行综合管理配置以及人机交互的数据中心管理模块，用以存放非实时数据和各种配置信息，并对其进行管理的历史数据库及其管理模块，提供WAMS信息的Web方式发布和管理的Web服务器构成。WAMS主站应用系统构成（2）调度工作站调度工作站设置在省调度室，主要完成WAMS的实时监测和分析功能，供调度员及时掌握时空坐标下的电网动态运行特性，主要包括系统图形界面、综合相量监视、机组安全稳定运行区域、进相深度和失稳预测、在线扰动识别等功能在PMU布点数目比较多的情况下，可实现利用

7、各子站实时数据进行故障的定区，识别系统短路故障、机组振荡与失步、同调机组的识别、电压失稳等。提供“动画获取和回放”工具，可抓取显示界面任意区域的动态图像，并保存成.AVI文件格式，备将来回放和编辑。（3）分析工作站分析工作站设置在运行方式处，主要完成WAMS的离线和事后分析工作，为系统运行方式的制定和校核提供依据。主要功能包括扰动重演与分析子站数据回放利用频域分析工具分析系统的振荡模式仿真曲线校核自动读取BPA仿真计算结果,与实测曲线进行比较以及谐波分析负荷特性与机组参数的辨识等功能主要实现发电机进相控制、根据实时相角变化轨迹，实现诸如切机、切负荷、快关汽

8、门、解列、再同步等一系列紧急安全控制、为发电机的励磁控制、调速控制