【正文】 h China Electric Power University 內電勢測量裝置 GPS接口 +20V 20V 3V 電 /光以太網接口 功角輸出 機端電壓 420mA輸出 工作電源 華北電力大學 North China Electric Power University PMU主要技術問題 1同步采集 ? GPS為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它利用 24顆地球衛(wèi)星向全球廣播精確的信號用于定位和定時。 ? 自動守時， GPS失鎖 60分鐘，誤差增大不超過 55181。E, Manitoba Hydro 重要保護評估及跳閘策略調整；距離三段動作特性分析；自適應失步保護 Califonia ISO 狀態(tài)估計；電壓及暫態(tài)穩(wěn)定性評估 British Columbia Transmission 華北電力大學 North China Electric Power University RELIABILITY COORDINATORS RESEARCHERS PLANNERS OPERATORS ? Automatic alarming ? Out of step protection ? Short/longterm stability control ? FACTS feedback ctrl ? Situational awareness dashboard ? Real time pliance monitoring ? Frequency Instability Detection/Islanding ? Postmortem analysis ? Model validation ? Phasor work performance monitoring amp。 已實現 ： 系統(tǒng)動態(tài)過程監(jiān)視； 低頻振蕩及次同步振蕩識別； 將實現 ： PMU數據與 SCADA數據、錄波數據整合在一起； HVDC或 SVC閉環(huán)控制以抑制低頻振蕩； 線路熱穩(wěn)定極限；穩(wěn)定性分析； 無線 PMU監(jiān)視風電場動態(tài)行為。 ? 中國的 WAMS以動態(tài)監(jiān)測和事后分析為主，應用和管理水平正在逐步提高。ctor Andr233。 ? 我國全國聯網實施后區(qū)間低頻振蕩問題極大地推動了 WAMS的研究與應用。 華北電力大學 North China Electric Power University 廣域同步相量測量技術的發(fā)展歷史 ? Microdyne 合作開發(fā)了第一臺工業(yè)用PMU, MODEL 1690。 華北電力大學 North China Electric Power University 廣域同步相量測量技術的發(fā)展歷史 ? BPA采用 MODEL 1690 ，組建了最早的 WAMS。 華北電力大學 North China Electric Power University 廣域同步相量測量技術在中國的發(fā)展（ 2020年以前） 1993 GPS進入 中國電力系統(tǒng) 1994 1995 清華大學 華北電力大學 河海大學 1996 1997 1998 相量測量算法 ADX3000引入中國 ADX3000南方電網 ADX3000華東電網 黑龍江試驗系統(tǒng) 1999 2020 WAMS應用理論研究 WAMS 華北電力大學 North China Electric Power University 引進臺灣歐華的 ADX3000 華北電力大學 North China Electric Power University 黑龍江東部電網 PMU系統(tǒng) 華北電力大學 North China Electric Power University 廣域同步測量技術在中國的發(fā)展歷史（ 2020年以后） 2020 2020 2020 2020 ADX3000福建 ADX3000四川 CSS200江蘇 CSS200國調 CSS200華北 東北 WAMS 華東 WAMAP 規(guī)范（試行） 東北大擾動試驗 CSS200廣東 CSS200南方 CSS200貴州 CSS200云南 規(guī)范（第一修改） 河南 WAMS 華北電力大學 North China Electric Power University 廣域同步相量測量技術研究的歷史 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2020 國外 WAMS研究 國內 WAMS研究 7月和 8月美國停電事故 華北電力大學 North China Electric Power University 廣域同步相量測量技術研究的歷史 2020 2020 2020 2020 國外 WAMS研究 國內 WAMS研究 美國 2020 2020 2020 2020 中國 中國 振蕩 華北電力大學 North China Electric Power University 提 綱 ? 廣域同步相量測量技術 – 廣域同步相量測量技術發(fā)展簡史 – 國內外研究應用現狀 – PMU核心技術問題 – PMU標準及測試評估 – 主站支撐系統(tǒng)核心技術問題 ? 廣域同步相量測量技術應用 – 狀態(tài)估計中的應用 – 低頻振蕩識別及阻尼控制中的應用 – 在保護控制中的應用 華北電力大學 North China Electric Power University PMU世界應用現狀 巴西 俄羅斯 中國 中歐 北美 墨西哥 印度 北歐 華北電力大學 North China Electric Power University 巴 西 2020年起，巴西裝設 37個PMU。s Rodriguez Volskis 華北電力大學 North China Electric Power University 中 國 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 除西藏外，各省都建成 WAMS主站 PMU 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 已投運 2020臺左右PMU 華北電力大學 North China Electric Power University 中國 WAMS技術的現狀概述 ? 2020年編制 《 電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術規(guī)范 》 ? 2020年修訂 《 電力系統(tǒng)實時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術規(guī)范 》 ? 2020年成立 “ WAMS/GPS”特別工作組，擴展標準 ? 2020年底發(fā)布 《 同步相量測量裝置動態(tài)標準 》 ? 2020年 和 2020年 WAMS的步伐； ? 中國所有的 500kV變電站、部分 220kV廠站、 100MW以上發(fā)電機均裝設了 PMU。 ? 當前，廣域阻尼控制、廣域保護控制等已成為研究熱點。 Olof Samuelsson 華北電力大學 North China Electric Power University 北 美 1988年研究， 92年開始應用，已安裝 250臺左右 PMU，應用研究很活躍 。 data quality ? Email notifications ? Test new realtime applications ? Real time performance monitoring ? Real time alerts and alarms ? Event detection, disturbance location ? Suggest preventive action ? Interconnection state estimation ? Dynamic ratings Phasor Applications Credit to Terry Bilke (MISO), Realtime Task Team Lead 華北電力大學 North China Electric Power University 俄羅斯 2020年開始裝設 PMU，已有 26臺 ，覆蓋 8個時區(qū)的電網 已有應用： 系統(tǒng)動態(tài)行為監(jiān)視和分析； 電力系統(tǒng)模型校核 研究中： 在線動態(tài)安全評估 未來目標： 低頻振蕩監(jiān)控； 系統(tǒng)實時控制。s ? 實時通信 , 按照標準協議傳送動態(tài)數據 :25Hz,50Hz,100Hz ? 發(fā)電機內電勢直接測量功能 華北電力大學 North China Electric Power University PMU的組成 GPS授時單元 數據集中處理單元 GPS天線 遠方主站 本地調試筆記本 100M光以太網交換機 機組鍵相信號 三相電壓 三相電流 開入信號 機組輔助信號 同步相量采集單元 內電勢測量裝置 本地工作站 華北電力大學 North China Electric Power University 同步相量采集單元 3種插件靈活組合 （ 16位 AD， 4800Hz） 6U6I： 適合 500kV出線和機組 9I： 適合 220kV出線 8DC： 適合發(fā)電機輔助信號 一個裝置最多測量 36路模擬量 具有光 /電 100M以太網接口 機組輔助信號（ 4－ 20mA)：勵磁電流、勵磁電壓、 汽門開度、導葉開度、 PSS輸出、 AGC負荷指令等。 ? PPS是 GPS發(fā)出的秒脈沖信號，相鄰 PPS的間隔為 1秒。s ，相位誤差增加 ， – 時間誤差增加 1ms，相位誤差增加 18度 0tV 1V 21us 20ms 360度 ＝ 華北電力大學 North China Electric Power University 同步相量測量的基本實現方式 ? 根據 PPS信號，鎖定采樣脈沖 – 保證采樣脈沖與 PPS同步 – 每個采樣脈沖的時間誤差不超過 1181。s， 177。s， 177。s …. 華北電力大學 North China Electric Power University sin和 cos曲線 t 輸入信號 xn xn1 . . x1 采樣值 cos sin Phasor X = S xk(coskq j sinkq) ?2 N t DFT算法 PMU主要技術問題 2相量計算 華北電力大學 North China Electric Power University ? DFT算法受頻率偏移的影響 輸入信號可表示為： 第 k個采樣點寫作： 從第 r個采樣點開始計算相量的公式 華北電力大學 North China Electric Power University 因為： 計算相量可進一步寫作 ? DFT算法受頻率偏移的影響 華北電力大學 North China Electric Power University 令： 則計算相量如下式所示，其中 X為相量真值。 隨頻率變化， Q函數幅值和相位變化曲線如左圖所示。([~ ???????? ??????? ])2 1(co s[,],co s[,],)2 1(co s[ 000 tNtktNC T ??? ??SXSx ??? ~)I m ( ??????? ??????? ])2 1(si n[,],si n[,],)2 1(si n[ 000 tNtktNS T ??? ??? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學 North China Electric Power University )21c o s (22)212c o s (22)c o s ()21(000000????????????????????tNXtNtkXtkNkxmm)21s i n (22)212s i n (22)s i n ()21(000000????????????????????tNXtNtkXtkNkxmm00000021)21s i n (22)21c o s (22???????????????????tNXtNXjtNXXmmm?2倍頻 常數 2倍頻 常數 相量因子通相 ? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學