说明教案讲稿

陆超博2008.9.8《电力系统新进展 主要现代电力系统稳PMU/WAMS技术的基本原理与发PMU:phasormeasurementWAMS:wideareameasurementPMU/WAMS技术的主要应用总结与2008-9- 电机系柔性输配电系 中国的互联伊伊华邯

华中龙－政直 云贵- ：2000公里链式交直流同步电2008-9- 电机系柔性输配电系 大电网的动态2008-9- 电机系柔性输配电系 大电网的动态2008-9- 电机系柔性输配电系 大电网的动态2008-9- 电机系柔性输配电系 传统测 —RTU:remoteterminalSCADA:supervisorycontrolanddataEMS:energymanagement2008-9- 电机系柔性输配电系 传统测 —DFR:digitalfault2008-9- 电机系柔性输配电系 题严重，某些500kV交流线路“60万现象无功支撑暂态电压稳定潜在；2008-9- 电机系柔性输配电系 “厂网分开、竞价上网”，市场竞争引起不确定因素增多，给系统稳定增加了，电力交易参数辨识和测辨控制技术；极限一般根据系统年度典型方式或方式（如需要提升调度监测与控制。2008-9- 电机系柔性输配电系 西电东联网后系统阻尼大幅500KV输电线输电极限低问题（60万现象数值仿真的保守度难多机系统PSS功角稳定预报和电压稳定预报和2008-9- 电机系柔性输配电系 三个测量2008-9- 电机系柔性输配电系 PMU/WAMS的基本应2008-9- 电机系柔性输配电系 PMU/WAMS的基本应2008-9- 电机系柔性输配电系 PMU的基本天信号发生电压互感(模拟互感

触发

A/D电压电A/D(数字信号

时间标

处理处理抗混迭滤波：anti-alias整周期采

2008-9- 电机系柔性输配电系 PMU基本结2N j2u URjUINk2008-9- 电机系柔性输配电系 同步时GlobalPositioningSystem lite(GOES)InternationalMaritimeSa 2008-9- 电机系柔性输配电系 PMU的主要同步测量：同步对时误差不超过频率测量：45－55Hz，误差不超过动态记录：连续记录，14实时通2008-9- 电机系柔性输配电系 WAMS主站2008-9- 电机系柔性输配电系 1970s～1994:全球 1988：VirginiaTech首个PMU原型装置，并逐渐 BPA、AEP和NewYork电2008-9- 电机系柔性输配电系 C1995 WSCC开始配置广域测量系WSCC类装应曲线的振荡模式分准确记录1996年的两2008-9- 电机系柔性输配电系 EasternInterconnectionPhasorProject(EIPP)已完成-网络初步建设（25PMU）；提供实时信息；改善状态估计；制定装置性能指南等2008-9- 电机系柔性输配电系 NorthAmericanSynchroPhasorInitiative(NASPI)2008-9- NorthAmericanSynchroPhasorInitiative(NASPI)2008-9- 2008-9- 2008-9- 电机系柔性输配电系 TERNAin2008-9- 电机系柔性输配电系 ETRANSin2008-9- 电机系柔性输配电系 11Hydro-Quebec2TokyoElectricCompany预测失步保护系统否会发生失步，进而实现控制；基于SCADA系统3GeorgiaPower[1992-系统模型参数辨识与校核，对发电机、励磁系统和PSS及其参数进行辨识和校核，并将结果应用仿真计算4PacificGasandElectric(PG&E)[1992]5AmericanElectricPower(AEP)[1993]6TVA状态估计功能，通过合理的PMU布点，实现系统可观7ComisionFederal8[1994 9EP&LandGeorgiaCompanySevillanadeElectricidad,Spain

电机系柔性输配电系 其它国外重要的同步相量技术应用工程（续BPAandWesternAreaPowerAdministrationWAMSbyEPRI)[1995-2000]SouthernCaliforniaEdison(SCECoPMUKoreaElectricPowerCo.(KEPCO)[2001-]IcelandicPowerSystem2008-9- 电机系柔性输配电系 中国PMU/WAMS技术 1993年IEEESpectrum介绍GPS 2008-9- 电机系柔性输配电系 中国PMU/WAMS技术2004年在江苏系统实现基于超实时计算的预决策2006~2007年四方合作完成广域阻尼控制系统样2008年广域阻尼控制系统完成试运行和扰动正深入研究PMU/WAMS应用于辨识、与控制等；品；国内的相关电网建设在8.14大停电之后迅猛发展，但其高级应用都碰到问题！2008-9- 电机系柔性输配电系 中国PMU/WAMS应用2008-9- 电机系柔性输配电系 主站11子站近200

2003东

2003华2005西（河海大学

2003国2005山2002江2005华

（南瑞19982008-9-

电机系柔性输配电系统究 —四方”合作成果应用WAMS2008-9- 电机系柔性输配电系 江苏电网WAMS省调中心站（前置机＋服务器柜2008-9- 电机系柔性输配电系 江苏电网WAMS中心站管通讯置信

通讯道监警信2008-9- 电机系柔性输配电系 江苏电网WAMS实时监测2008-9- 部分WAMS工程的2008-9- 电机系柔性输配电系 2008-9- 电机系柔性输配电系 基于PMU/WAMS的主电网动态性质与模型参数的 2008-9- 电机系柔性输配电系 2008-9- 电机系柔性输配电系 扰动2008-9- 电机系柔性输配电系 CSS-200主站实时监测2008-9- 电机系柔性输配电系 2008-9-BPA/WECC电网动态性Chief

ChiefJosephdynamicbrake:1400MWCOI:California-OregonIntertie,500kVPDCI:PacificDCIntertie,2008-9- 电机系柔性输配电系 BPA/WECC测试不同扰

MALNRoundMountain1CurrentTimein2008-9- 电机系柔性输配电系 损失负荷：：更详细的PDCI模型自动发电控大型火电机组的转制部分发电机的电制负荷模型2008-9- 电机系柔性输配电系 分区分层的模型校核 2008-9- 电机系柔性输配电系 “状态估计”到“状态测量”2008-9- 电机系柔性输配电系 2008-9- 电机系柔性输配电系 线性系统分析与电力 2Md 2

K

12

12 线性多机系统动2008-9- 电机系柔性输配电系 电网振荡性质 辨Prony算法的基本原–假设信号模pmˆ(n)m

Aejme(mj2fm2008-9- 电机系柔性输配电系 prony分析

龙泉ActivePower/ 绥姜

ActiveActivePower/2004-3-20 time/2008-9- 电机系柔性输配电系 曲曲

“二滩－惯性中心”的功角摇摆

“烙煌－惯性中心”的功角摇摆曲示2008-9-示动态系统特征值的21Δω/Δω/0

-x

基于EPRI36节点系得到的系统特征0

time/

2008-9- 电机系柔性输配电系 联络线轻载和重载不同运行 发电机切机前后特征值的变2008-9- 电机系柔性输配电系 节点振荡同调性近似同相近似同相近近似-按节点同调关系-分群结 可视-确定振荡2008-9- 电机系柔性输配电系 某一模式节点振荡同调关系和贡献2008-9- 电机系柔性输配电系 低频振荡分群和可视低频振荡检测和

厂站振荡分群

人机可视化利用等高线表现振荡2008-9- 电机系柔性输配电系 电力系统中的随机扰罗平—百色线路有功功率5分钟曲线（稳态2008-9- 电机系柔性输配电系 仿真系统及其小干扰实虚频率阻尼机电1-2-3-4-5-6-2008-9- 电机系柔性输配电系 Prony分析间窗两两相隔5s，一共分析了11

0

00

10

0 2008-9- 电机系柔性输配电系 模模 23

0.011模模

模模

模模——— 0 结论：Prony算法不适 0 78——9--78——9--2008-9- 电机系柔性输配电系 ARMAARMA模型：x nxtn1at1 mat t

at~NID(0,a2008-9- 电机系柔性输配电系 频率、阻尼比（特征值）1.10.0-0.--1.-

10 150 200 25 3002008-9- 电机系柔性输配电系 频率、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-

电机系柔性输配电系 频率、阻尼比（特征值）ARMA模型小干扰稳定分析1频率阻尼比2频率阻尼比2008-9- 电机系柔性输配电系 相位差-

相位差2008-9- 电机系柔性输配电系 辨识—-—-

D路D路

思结论：采用Prony算法相结的方法计算低频振荡模式相位 .— .—

2008-9- 电机系柔性输配电系 按频段进行统计(2007.1.29- 2008-9- 电机系柔性输配电系 主导参 快速辨识框2008-9- 电机系柔性输配电系 主导参 快速辨识算2008-9- 电机系柔性输配电系 省网规转子侧电阻R2(初始滑差1234567892008-9- 电机系柔性输配电系 节点总数574计算用时231ms（超实时43倍2008-9- 电机系柔性

包含上万节点 联网电力系统1秒暂态过程仿真算例，用1个U时间的015倍！（5倍以上联网系统 个母线 台发电机 处负荷条交流线、4条直10秒机电暂态过程最快可用1.158秒的仿真时间计算完成2008-9- 电机系柔性输配电系 2008-9- 电机系柔性输配电系 基于广域信息 2008-9- 电机系柔性输配电系 基于广域信息的低频开就地频率测传统低频减开就地频率测开广域相量测故障位置判开广域相量测故障位置判故障大小减载优化决第i级是否动校正校正减载启动启动第i频率是否小于设定YN

频率是否恢NY结 结结2008-9- 电机系柔性输配电系 低频减载效果比较（传统vs广域UFLS:underfrequencyload2008-9- 电机系柔性输配电系 作的协调性和完解列后无后续2008-9- 电清机系柔性输配电系统研究系统研 所BPA2008-9-

2008-9- 电机系柔性输配电系 挪威NiP2008-9- 电机系柔性输配电系 柔2008-9- 柔 2008-9- 电机系柔性输配电系 200720082008-9- 电机系柔性输配电系 鹤岗 双鸭山伊敏

冯 大 哈 永

方 木富二 哈三

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牡二厂双辽

长二热梨 东通辽

清河铁 沙丰镇

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元宝万姜家顺

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辽王 北－南 系主统主蔚县

沙岭子 昌房安

盘山 联神二

北 滨 网津 保吴西柏坡

888仿真结果－小扰动动态【大庆220kV上的冲击负2.5 905MW

1843MW905MW

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1843

1843MW1稳定边界0.50

withAVROnlywithLocalPSSwithWAEDCwithWAEDC+WAGD0.5

real

0.1 0.2

88930ratioratio/20稳稳定边界900 1100

1300 1500ActivePower/MW

990广域阻尼控制(广域阻尼控制(续广广域阻尼控制器效果 电机系柔性输配电系 2008-9-

电机系柔性输配电系 高高兴安罗兴安罗罗宝广广域反馈信号的控制器结构设计控制器参数的自广域控制中通信通信延迟的实时现场调试与实验2008-9- 电机系柔性输配电系 延时2008-9- 电机系柔性输配电系 广域测量系统通斗山 通平均南通 通20089方差华大学电机系柔性输20089

淮阴 通平均方差彭城 通平均方差 广域控制中的时滞稳K=5时，出现高频振振荡频率约为振荡频率约为2008-9- 电机系柔性输配电系

为722008-9-

eRTDS高肇直流站/极控制/保护系RTDS（8

PMU屏 控制子站屏功2008-9- 电机系柔性输配电系 RTD