廣域測量系統(tǒng)若干技術(shù)及電壓穩(wěn)定應(yīng)用研究.pdf

1、以SCADA/EMS為代表的調(diào)度監(jiān)測系統(tǒng)是在潮流水平上的電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)行為監(jiān)測系統(tǒng)，缺點是不能監(jiān)測和辨識電力系統(tǒng)的動態(tài)行為。部分帶有同步定時的故障錄波裝置缺少全局算法和必要的通信聯(lián)系，無法實現(xiàn)實時觀測和監(jiān)督電力系統(tǒng)的動態(tài)行為。隨著“西電東送、全國聯(lián)網(wǎng)”工程的建設(shè)，我國電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模越來越大，電網(wǎng)調(diào)度部門迫切需要一種實時反映大電網(wǎng)動態(tài)行為的監(jiān)測手段。 衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS-GlobalPositioningSystem)為電力系統(tǒng)監(jiān)測

2、設(shè)備提供高精度同步時鐘，使得電網(wǎng)狀態(tài)量可以反映在高精度時間斷面上，使電網(wǎng)各節(jié)點的相角測量成為可能。GPS授時徹底解決全網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測的時鐘問題。并且目前光纖通信已經(jīng)越來越普遍，光纖為電力系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測提供可靠的高速數(shù)字通信通道。 借助通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，廣域測量系統(tǒng)(WAMS)為廣域控制技術(shù)的發(fā)展提供了技術(shù)基礎(chǔ)和平臺，廣域控制技術(shù)建立在廣域測量系統(tǒng)(WAMS)的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)對大范圍電網(wǎng)的協(xié)調(diào)與控制，防止發(fā)生電網(wǎng)失穩(wěn)或崩

3、潰。本論文圍繞廣域測量的相關(guān)技術(shù)以及電壓穩(wěn)定應(yīng)用研究做了一部分工作。工作內(nèi)容如下： 1)本文研究了一種分布式相量測量系統(tǒng)。內(nèi)容涉及系統(tǒng)的設(shè)計思想和系統(tǒng)的各個組成部分、通信網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程管理。 2)本文研究了分布式相量測量系統(tǒng)中的通信網(wǎng)關(guān)。針對監(jiān)控系統(tǒng)具有多種通信介質(zhì)，互連不方便的情況，提出開發(fā)數(shù)字通信網(wǎng)關(guān)。首先從硬件和軟件兩方面詳細(xì)討論了數(shù)字通信網(wǎng)關(guān)的設(shè)計方案。硬件設(shè)計采用了高性能的CPU、高速以太網(wǎng)控制芯片，以太網(wǎng)光接口和

4、電接口，高速光串行接口；軟件設(shè)計主要包括以太網(wǎng)接口的應(yīng)用程序的設(shè)計思路。并從網(wǎng)絡(luò)組成模式、軟件設(shè)計、通信協(xié)議的角度詳細(xì)討論了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。 3)鑒于在以往設(shè)備調(diào)試過程中操作煩瑣，時間長等困難，開發(fā)了數(shù)據(jù)采集單元的測試軟件。有利于現(xiàn)場人員的工作，可以檢測隱藏的各種硬件故障，并且可以在線測試，提高系統(tǒng)可靠性。 4)本文研究了分布式相量測量系統(tǒng)中連續(xù)錄波軟件。提出和連續(xù)錄波相關(guān)的兩個問題：數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)存儲困難；軟件技術(shù)。

5、文章從實際應(yīng)用角度進(jìn)行了討論，選擇Windows2000操作系統(tǒng)，采用新型的硬盤存儲技術(shù)，利用基于提升方法的小波雙正交整數(shù)變換濾波器組和哈夫曼編碼方法相結(jié)合的數(shù)據(jù)壓縮算法，提高了數(shù)據(jù)壓縮倍數(shù)；在軟件設(shè)計方面，采用組件化的設(shè)計思想，可以簡化程序的開發(fā)、方便維護(hù)。通過2004年東北電網(wǎng)人工擾動短路試驗驗證了本錄波軟件的實時性、快速性和有效性。 5)本文研究了一種基于提升格式的實時數(shù)據(jù)壓縮和重構(gòu)算法，并開發(fā)了相應(yīng)的源代碼。針對連續(xù)錄波

6、數(shù)據(jù)量大，難以存儲提出解決辦法。算法采用基于提升格式的線性整數(shù)變換的小波雙正交濾波器組和哈夫曼編碼方法對電力系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和解壓縮。利用實測數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行驗證。實驗結(jié)果表明該算法所耗時間短，數(shù)據(jù)壓縮倍數(shù)提高到接近9倍，是一種有效的數(shù)據(jù)壓縮和重構(gòu)方法，尤其適用于電網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)連續(xù)記錄數(shù)據(jù)的實時壓縮和去噪。 6)本文研究了基于平方根濾波的網(wǎng)絡(luò)等值算法。結(jié)合近年來電壓穩(wěn)定研究的特點和新的趨勢，利用母線的同步相量信息，提出采用

7、平方根濾波器進(jìn)行電力系統(tǒng)參數(shù)等值估計。又提出利用V_Q曲線和P_V曲線來驗證參數(shù)估計結(jié)果。平方根濾波方法具有物理概念明確、計算量小、數(shù)值穩(wěn)定性好、可以連續(xù)計算的特點，避免了最小二乘、卡爾曼濾波等算法可能發(fā)散的問題。用IEEE9母線系統(tǒng)進(jìn)行仿真計算，開發(fā)了仿真平臺及相關(guān)軟件，證明了本文方法的有效性。 7)本文研究了基于當(dāng)?shù)亓康碾妷悍€(wěn)定指標(biāo)。針對電壓不穩(wěn)定或崩潰的根本原因，提出了一種可以明確區(qū)分有功功率負(fù)荷過重和無功功率缺乏兩種情況