高精度電力系統(tǒng)輕型廣域測量裝置及系統(tǒng).pdf

1、廣域測量技術(shù)是智能電網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵研究領(lǐng)域之一。能夠獲得全球同一時標的實時動態(tài)信息和穩(wěn)態(tài)信息，為電力系統(tǒng)區(qū)間動態(tài)監(jiān)視分析、控制提供條件，將電力系統(tǒng)監(jiān)控從穩(wěn)態(tài)階段提升到動態(tài)階段，對于提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行水平具有重要意義。隨著風電、光伏等新能源的分布式接入，配電網(wǎng)中電源點增多，動態(tài)行為日趨復雜。智能電網(wǎng)的發(fā)展要求進一步拓展對電網(wǎng)的監(jiān)控范圍和細致程度，為電網(wǎng)運行和管理提供更全面、細致的電網(wǎng)狀態(tài)視圖，拓展電網(wǎng)監(jiān)測手段，從低壓側(cè)同步監(jiān)測電網(wǎng)，

2、實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)動態(tài)和主網(wǎng)大擾動同時監(jiān)測，具有重大理論和工程意義。
　　本研究為高精度電力系統(tǒng)輕型廣域測量裝置及系統(tǒng)的開發(fā)。針對中國電網(wǎng)實際情況，以及廣域測量系統(tǒng)(WAMS)及其測量單元PMU存在的不足，設(shè)計開發(fā)高精度多模式的輕型同步相量測量裝置(PMU Light)，直接在低壓用戶側(cè)安裝即可組網(wǎng)，安裝維護方便、成本低。采用高精度二次自適應(yīng)數(shù)據(jù)重構(gòu)頻率算法，有效解決了常規(guī)離散傅里葉算法(DFT)的頻譜泄露效應(yīng)，在更大頻率偏移范圍內(nèi)顯著

3、提高了裝置測量精度、穩(wěn)定性和實時性。雙核微處理器硬件并行處理構(gòu)架，顯著提高系統(tǒng)的處理能力和實時性能。多模式數(shù)據(jù)傳輸方式允許選擇成熟的Internet有線、GPRS/3G無線以及串口通信方式，使裝置組網(wǎng)更加靈活簡便。雙模式互備授時系統(tǒng)采用GPS和北斗導航系統(tǒng)互為備用授時，克服常規(guī)PMU授時定位僅選擇GPS受美國控制的資源和技術(shù)之風險，使得裝置同步安全性增強，對同步數(shù)據(jù)采集對標及控制具有重要的戰(zhàn)略意義。PMU Light裝置集成可裝操作系統(tǒng)

4、的工控機模塊，解決了部分測量安裝點聯(lián)網(wǎng)通信受客戶端登陸限制問題，同時實現(xiàn)了就地裝置的實時圖象化顯示、在線辨識、預(yù)警、越限抓圖等功能，增強了測量端與主站服務(wù)器的配合和互動，較常規(guī)PMU更具人性化人機交互界面和高級應(yīng)用擴展功能，方便裝置高級應(yīng)用的后續(xù)升級。通過對裝置整機性能的實際測試，進一步驗證了PMU Light同步相量測量的精度、實時性、穩(wěn)定性、遞變跟蹤特性較DFT算法的測量有顯著提高。
　　高精度PMU Light的應(yīng)用，推動了

5、對電網(wǎng)各層級信息耦合性和表征關(guān)系探討，延拓了廣域測量內(nèi)涵?；赑MU Light構(gòu)建的國內(nèi)唯一一套輕型廣域測量系統(tǒng)(WAMS Light)，是對現(xiàn)有電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的有益補充，彌補了中國低壓側(cè)廣域同步測量的空白。實現(xiàn)了頻率安全評估、低頻振蕩在線監(jiān)測與預(yù)警等功能，且在頻率響應(yīng)特性統(tǒng)計分析、數(shù)值仿真有效性校驗、配網(wǎng)狀態(tài)估計精度提高、微網(wǎng)的測量及控制等方面有廣泛的應(yīng)用意義。實際運行結(jié)果表明，WAMS Light系統(tǒng)具有較好的精確度和可靠性。目

6、前WAMS Light系統(tǒng)的測點在二十幾所高校/中科院實驗室安裝，已覆蓋華北-華中互聯(lián)電網(wǎng)、東北電網(wǎng)、西北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、華南電網(wǎng)大陸六大區(qū)域電網(wǎng)。數(shù)據(jù)中心設(shè)在電網(wǎng)智能化調(diào)度與控制教育部重點實驗室（山東大學），全天候收集我國電網(wǎng)廣域數(shù)據(jù)，為電力系統(tǒng)動態(tài)特性研究提供源源不斷實測數(shù)據(jù)。未來的工作是將PMU Light裝置在現(xiàn)有算法和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上升級為三相同步相量測量單元，添加高精度功率、電流相量測量、風光儲新能源并網(wǎng)跟蹤等功能，整合低壓廣域