高精度電力系統(tǒng)輕型廣域測(cè)量裝置及系統(tǒng).pdf

1、廣域測(cè)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(shí)標(biāo)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息和穩(wěn)態(tài)信息，為電力系統(tǒng)區(qū)間動(dòng)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(dòng)態(tài)階段，對(duì)于提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平具有重要意義。隨著風(fēng)電、光伏等新能源的分布式接入，配電網(wǎng)中電源點(diǎn)增多，動(dòng)態(tài)行為日趨復(fù)雜。智能電網(wǎng)的發(fā)展要求進(jìn)一步拓展對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)控范圍和細(xì)致程度，為電網(wǎng)運(yùn)行和管理提供更全面、細(xì)致的電網(wǎng)狀態(tài)視圖，拓展電網(wǎng)監(jiān)測(cè)手段，從低壓側(cè)同步監(jiān)測(cè)電網(wǎng)，

2、實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)動(dòng)態(tài)和主網(wǎng)大擾動(dòng)同時(shí)監(jiān)測(cè)，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(cè)量裝置及系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。針對(duì)中國(guó)電網(wǎng)實(shí)際情況，以及廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)及其測(cè)量單元PMU存在的不足，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)高精度多模式的輕型同步相量測(cè)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(hù)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(cè)量精度、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(wú)線以及串口通信方式，使裝置組網(wǎng)更加靈活簡(jiǎn)便。雙模式互備授時(shí)系統(tǒng)采用GPS和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)互為備用授時(shí)，克服常規(guī)PMU授時(shí)定位僅選擇GPS受美國(guó)控制的資源和技術(shù)之風(fēng)險(xiǎn)，使得裝置同步安全性增強(qiáng)，對(duì)同步數(shù)據(jù)采集對(duì)標(biāo)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(jī)模塊，解決了部分測(cè)量安裝點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)通信受客戶端登陸限制問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了就地裝置的實(shí)時(shí)圖象化顯示、在線辨識(shí)、預(yù)警、越限抓圖等功能，增強(qiáng)了測(cè)量端與主站服務(wù)器的配合和互動(dòng)，較常規(guī)PMU更具人性化人機(jī)交互界面和高級(jí)應(yīng)用擴(kuò)展功能，方便裝置高級(jí)應(yīng)用的后續(xù)升級(jí)。通過(guò)對(duì)裝置整機(jī)性能的實(shí)際測(cè)試，進(jìn)一步驗(yàn)證了PMU Light同步相量測(cè)量的精度、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、遞變跟蹤特性較DFT算法的測(cè)量有顯著提高。
　　高精度PMU Light的應(yīng)用，推動(dòng)了

5、對(duì)電網(wǎng)各層級(jí)信息耦合性和表征關(guān)系探討，延拓了廣域測(cè)量?jī)?nèi)涵?；赑MU Light構(gòu)建的國(guó)內(nèi)唯一一套輕型廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS Light)，是對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有益補(bǔ)充，彌補(bǔ)了中國(guó)低壓側(cè)廣域同步測(cè)量的空白。實(shí)現(xiàn)了頻率安全評(píng)估、低頻振蕩在線監(jiān)測(cè)與預(yù)警等功能，且在頻率響應(yīng)特性統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)值仿真有效性校驗(yàn)、配網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)精度提高、微網(wǎng)的測(cè)量及控制等方面有廣泛的應(yīng)用意義。實(shí)際運(yùn)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(cè)點(diǎn)在二十幾所高校/中科院實(shí)驗(yàn)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（山東大學(xué)），全天候收集我國(guó)電網(wǎng)廣域數(shù)據(jù)，為電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究提供源源不斷實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。未來(lái)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(jí)為三相同步相量測(cè)量單元，添加高精度功率、電流相量測(cè)量、風(fēng)光儲(chǔ)新能源并網(wǎng)跟蹤等功能，整合低壓廣域