陸超博2008.9.8《電力系統(tǒng)新進(jìn)展 主要現(xiàn)代電力系統(tǒng)穩(wěn)PMU/WAMS技術(shù)的基本原理與發(fā)PMU:phasormeasurementWAMS:wideareameasurementPMU/WAMS技術(shù)的主要應(yīng)用總結(jié)與2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 中國的互聯(lián)伊伊華邯

華中龍－政直 云貴- ：2000公里鏈?zhǔn)浇恢绷魍诫?008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 大電網(wǎng)的動態(tài)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 大電網(wǎng)的動態(tài)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 大電網(wǎng)的動態(tài)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 傳統(tǒng)測 —RTU:remoteterminalSCADA:supervisorycontrolanddataEMS:energymanagement2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 傳統(tǒng)測 —DFR:digitalfault2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 題嚴(yán)重，某些500kV交流線路“60萬現(xiàn)象無功支撐暫態(tài)電壓穩(wěn)定潛在；2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 “廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)”，市場競爭引起不確定因素增多，給系統(tǒng)穩(wěn)定增加了，電力交易參數(shù)辨識和測辨控制技術(shù)；極限一般根據(jù)系統(tǒng)年度典型方式或方式（如需要提升調(diào)度監(jiān)測與控制。2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 西電東聯(lián)網(wǎng)后系統(tǒng)阻尼大幅500KV輸電線輸電極限低問題（60萬現(xiàn)象數(shù)值仿真的保守度難多機(jī)系統(tǒng)PSS功角穩(wěn)定預(yù)報和電壓穩(wěn)定預(yù)報和2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 三個測量2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 PMU/WAMS的基本應(yīng)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 PMU/WAMS的基本應(yīng)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 PMU的基本天信號發(fā)生電壓互感(模擬互感

觸發(fā)

A/D電壓電A/D(數(shù)字信號

時間標(biāo)

處理處理抗混迭濾波：anti-alias整周期采

2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 PMU基本結(jié)2N j2u URjUINk2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 同步時GlobalPositioningSystem lite(GOES)InternationalMaritimeSa 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 PMU的主要同步測量：同步對時誤差不超過頻率測量：45－55Hz，誤差不超過動態(tài)記錄：連續(xù)記錄，14實時通2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 WAMS主站2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 1970s～1994:全球 1988：VirginiaTech首個PMU原型裝置，并逐漸 BPA、AEP和NewYork電2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 C1995 WSCC開始配置廣域測量系WSCC類裝應(yīng)曲線的振蕩模式分準(zhǔn)確記錄1996年的兩2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 EasternInterconnectionPhasorProject(EIPP)已完成-網(wǎng)絡(luò)初步建設(shè)（25PMU）；提供實時信息；改善狀態(tài)估計；制定裝置性能指南等2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 NorthAmericanSynchroPhasorInitiative(NASPI)2008-9- NorthAmericanSynchroPhasorInitiative(NASPI)2008-9- 2008-9- 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 TERNAin2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 ETRANSin2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 11Hydro-Quebec2TokyoElectricCompany預(yù)測失步保護(hù)系統(tǒng)否會發(fā)生失步，進(jìn)而實現(xiàn)控制；基于SCADA系統(tǒng)3GeorgiaPower[1992-系統(tǒng)模型參數(shù)辨識與校核，對發(fā)電機(jī)、勵磁系統(tǒng)和PSS及其參數(shù)進(jìn)行辨識和校核，并將結(jié)果應(yīng)用仿真計算4PacificGasandElectric(PG&E)[1992]5AmericanElectricPower(AEP)[1993]6TVA狀態(tài)估計功能，通過合理的PMU布點，實現(xiàn)系統(tǒng)可觀7ComisionFederal8[1994 9EP&LandGeorgiaCompanySevillanadeElectricidad,Spain

電機(jī)系柔性輸配電系 其它國外重要的同步相量技術(shù)應(yīng)用工程（續(xù)BPAandWesternAreaPowerAdministrationWAMSbyEPRI)[1995-2000]SouthernCaliforniaEdison(SCECoPMUKoreaElectricPowerCo.(KEPCO)[2001-]IcelandicPowerSystem2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 中國PMU/WAMS技術(shù) 1993年IEEESpectrum介紹GPS 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 中國PMU/WAMS技術(shù)2004年在江蘇系統(tǒng)實現(xiàn)基于超實時計算的預(yù)決策2006~2007年四方合作完成廣域阻尼控制系統(tǒng)樣2008年廣域阻尼控制系統(tǒng)完成試運行和擾動正深入研究PMU/WAMS應(yīng)用于辨識、與控制等；品；國內(nèi)的相關(guān)電網(wǎng)建設(shè)在8.14大停電之后迅猛發(fā)展，但其高級應(yīng)用都碰到問題！2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 中國PMU/WAMS應(yīng)用2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 主站11子站近200

2003東

2003華2005西（河海大學(xué)

2003國2005山2002江2005華

（南瑞19982008-9-

電機(jī)系柔性輸配電系統(tǒng)究 —四方”合作成果應(yīng)用WAMS2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 江蘇電網(wǎng)WAMS省調(diào)中心站（前置機(jī)＋服務(wù)器柜2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 江蘇電網(wǎng)WAMS中心站管通訊置信

通訊道監(jiān)警信2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 江蘇電網(wǎng)WAMS實時監(jiān)測2008-9- 部分WAMS工程的2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 基于PMU/WAMS的主電網(wǎng)動態(tài)性質(zhì)與模型參數(shù)的 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 擾動2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 CSS-200主站實時監(jiān)測2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 2008-9-BPA/WECC電網(wǎng)動態(tài)性Chief

ChiefJosephdynamicbrake:1400MWCOI:California-OregonIntertie,500kVPDCI:PacificDCIntertie,2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 BPA/WECC測試不同擾

MALNRoundMountain1CurrentTimein2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 損失負(fù)荷：：更詳細(xì)的PDCI模型自動發(fā)電控大型火電機(jī)組的轉(zhuǎn)制部分發(fā)電機(jī)的電制負(fù)荷模型2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 分區(qū)分層的模型校核 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 “狀態(tài)估計”到“狀態(tài)測量”2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 線性系統(tǒng)分析與電力 2Md 2

K

12

12 線性多機(jī)系統(tǒng)動2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 電網(wǎng)振蕩性質(zhì) 辨Prony算法的基本原–假設(shè)信號模pm?(n)m

Aejme(mj2fm2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 prony分析

龍泉ActivePower/ 綏姜

ActiveActivePower/2004-3-20 time/2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 曲曲

“二灘－慣性中心”的功角搖擺

“烙煌－慣性中心”的功角搖擺曲示2008-9-示動態(tài)系統(tǒng)特征值的21Δω/Δω/0

-x

基于EPRI36節(jié)點系得到的系統(tǒng)特征0

time/

2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 聯(lián)絡(luò)線輕載和重載不同運行 發(fā)電機(jī)切機(jī)前后特征值的變2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 節(jié)點振蕩同調(diào)性近似同相近似同相近近似-按節(jié)點同調(diào)關(guān)系-分群結(jié) 可視-確定振蕩2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 某一模式節(jié)點振蕩同調(diào)關(guān)系和貢獻(xiàn)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 低頻振蕩分群和可視低頻振蕩檢測和

廠站振蕩分群

人機(jī)可視化利用等高線表現(xiàn)振蕩2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 電力系統(tǒng)中的隨機(jī)擾羅平—百色線路有功功率5分鐘曲線（穩(wěn)態(tài)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 仿真系統(tǒng)及其小干擾實虛頻率阻尼機(jī)電1-2-3-4-5-6-2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 Prony分析間窗兩兩相隔5s，一共分析了11

0

00

10

0 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 模模 23

0.011模模

模模

模模——— 0 結(jié)論：Prony算法不適 0 78——9--78——9--2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 ARMAARMA模型：x nxtn1at1 mat t

at~NID(0,a2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 頻率、阻尼比（特征值）1.10.0-0.--1.-

10 150 200 25 3002008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 頻率、阻尼比（特征值）

模式1

模式1阻尼

0 0 0 0模式2(0.9801Hz

0

模式2阻尼2008-9-

電機(jī)系柔性輸配電系 頻率、阻尼比（特征值）ARMA模型小干擾穩(wěn)定分析1頻率阻尼比2頻率阻尼比2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 相位差-

相位差2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 辨識—-—-

D路D路

思結(jié)論：采用Prony算法相結(jié)的方法計算低頻振蕩模式相位 .— .—

2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 按頻段進(jìn)行統(tǒng)計(2007.1.29- 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 主導(dǎo)參 快速辨識框2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 主導(dǎo)參 快速辨識算2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 省網(wǎng)規(guī)轉(zhuǎn)子側(cè)電阻R2(初始滑差1234567892008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 節(jié)點總數(shù)574計算用時231ms（超實時43倍2008-9- 電機(jī)系柔性

包含上萬節(jié)點 聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)1秒暫態(tài)過程仿真算例，用1個U時間的015倍！（5倍以上聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 個母線 臺發(fā)電機(jī) 處負(fù)荷條交流線、4條直10秒機(jī)電暫態(tài)過程最快可用1.158秒的仿真時間計算完成2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 基于廣域信息 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 基于廣域信息的低頻開就地頻率測傳統(tǒng)低頻減開就地頻率測開廣域相量測故障位置判開廣域相量測故障位置判故障大小減載優(yōu)化決第i級是否動校正校正減載啟動啟動第i頻率是否小于設(shè)定YN

頻率是否恢NY結(jié) 結(jié)結(jié)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 低頻減載效果比較（傳統(tǒng)vs廣域UFLS:underfrequencyload2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 作的協(xié)調(diào)性和完解列后無后續(xù)2008-9- 電清機(jī)系柔性輸配電系統(tǒng)研究系統(tǒng)研 所BPA2008-9-

2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 挪威NiP2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 柔2008-9- 柔 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 200720082008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 鶴崗 雙鴨山伊敏

馮 大 哈 永

方 木富二 哈三

合 包

牡二廠雙遼

長二熱梨 東通遼

清河鐵 沙豐鎮(zhèn)

大同二

元寶萬姜家順

董綏中

遼王 北－南 系主統(tǒng)主蔚縣

沙嶺子 昌房安

盤山 聯(lián)神二

北 濱 網(wǎng)津 保吳西柏坡

888仿真結(jié)果－小擾動動態(tài)【大慶220kV上的沖擊負(fù)2.5 905MW

1843MW905MW

905MWimageimage

1843

1843MW1穩(wěn)定邊界0.50

withAVROnlywithLocalPSSwithWAEDCwithWAEDC+WAGD0.5

real

0.1 0.2

88930ratioratio/20穩(wěn)穩(wěn)定邊界900 1100

1300 1500ActivePower/MW

990廣域阻尼控制(廣域阻尼控制(續(xù)廣廣域阻尼控制器效果 電機(jī)系柔性輸配電系 2008-9-

電機(jī)系柔性輸配電系 高高興安羅興安羅羅寶廣廣域反饋信號的控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計控制器參數(shù)的自廣域控制中通信通信延遲的實時現(xiàn)場調(diào)試與實驗2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 延時2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 廣域測量系統(tǒng)通斗山 通平均南通 通20089方差華大學(xué)電機(jī)系柔性輸20089

淮陰 通平均方差彭城 通平均方差 廣域控制中的時滯穩(wěn)K=5時，出現(xiàn)高頻振振蕩頻率約為振蕩頻率約為2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系

為722008-9-

eRTDS高肇直流站/極控制/保護(hù)系RTDS（8

PMU屏 控制子站屏功2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 RTD