說明教案講稿

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(dòng)態(tài)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 大電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 大電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 傳統(tǒng)測(cè) —RTU:remoteterminalSCADA:supervisorycontrolanddataEMS:energymanagement2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 傳統(tǒng)測(cè) —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(jià)上網(wǎng)”，市場(chǎng)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(shí)和測(cè)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(cè)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(bào)和電壓穩(wěn)定預(yù)報(bào)和2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 三個(gè)測(cè)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(hào)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(hào)

時(shí)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(shí)GlobalPositioningSystem lite(GOES)InternationalMaritimeSa 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 PMU的主要同步測(cè)量：同步對(duì)時(shí)誤差不超過頻率測(cè)量：45－55Hz，誤差不超過動(dòng)態(tài)記錄：連續(xù)記錄，14實(shí)時(shí)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(gè)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(cè)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(shí)時(shí)信息；改善狀態(tài)估計(jì)；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(cè)失步保護(hù)系統(tǒng)否會(huì)發(fā)生失步，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制；基于SCADA系統(tǒng)3GeorgiaPower[1992-系統(tǒng)模型參數(shù)辨識(shí)與校核，對(duì)發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)和PSS及其參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)和校核，并將結(jié)果應(yīng)用仿真計(jì)算4PacificGasandElectric(PG&E)[1992]5AmericanElectricPower(AEP)[1993]6TVA狀態(tài)估計(jì)功能，通過合理的PMU布點(diǎn)，實(shí)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(shí)現(xiàn)基于超實(shí)時(shí)計(jì)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(yùn)行和擾動(dòng)正深入研究PMU/WAMS應(yīng)用于辨識(shí)、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(jí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(dòng)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(dòng)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 CSS-200主站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 2008-9-BPA/WECC電網(wǎng)動(dòng)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(cè)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(dòng)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(jì)”到“狀態(tài)測(cè)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(dòng)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(hào)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(dòng)態(tài)系統(tǒng)特征值的21Δω/Δω/0

-x

基于EPRI36節(jié)點(diǎn)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(yùn)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(diǎn)振蕩同調(diào)性近似同相近似同相近近似-按節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(cè)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(shí)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?！?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(shí)—-—-

D路D路

思結(jié)論：采用Prony算法相結(jié)的方法計(jì)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(jì)(2007.1.29- 2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 主導(dǎo)參 快速辨識(shí)框2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 主導(dǎo)參 快速辨識(shí)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(diǎn)總數(shù)574計(jì)算用時(shí)231ms（超實(shí)時(shí)43倍2008-9- 電機(jī)系柔性

包含上萬節(jié)點(diǎn) 聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)1秒暫態(tài)過程仿真算例，用1個(gè)U時(shí)間的015倍?。?倍以上聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 個(gè)母線 臺(tái)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(shí)間計(jì)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(cè)傳統(tǒng)低頻減開就地頻率測(cè)開廣域相量測(cè)故障位置判開廣域相量測(cè)故障位置判故障大小減載優(yōu)化決第i級(jí)是否動(dòng)校正校正減載啟動(dòng)啟動(dòng)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(dòng)動(dòng)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(hào)的控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制器參數(shù)的自廣域控制中通信通信延遲的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 延時(shí)2008-9- 電機(jī)系柔性輸配電系 廣域測(cè)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(shí)滯穩(wěn)K=5時(shí)，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