【正文】 tric Power University 廣域同步相量測(cè)量技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展（ 2020年以前） 1993 GPS進(jìn)入 中國(guó)電力系統(tǒng) 1994 1995 清華大學(xué) 華北電力大學(xué) 河海大學(xué) 1996 1997 1998 相量測(cè)量算法 ADX3000引入中國(guó) ADX3000南方電網(wǎng) ADX3000華東電網(wǎng) 黑龍江試驗(yàn)系統(tǒng) 1999 2020 WAMS應(yīng)用理論研究 WAMS 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 引進(jìn)臺(tái)灣歐華的 ADX3000 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 黑龍江東部電網(wǎng) PMU系統(tǒng) 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 廣域同步測(cè)量技術(shù)在中國(guó)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(guó)調(diào) CSS200華北 東北 WAMS 華東 WAMAP 規(guī)范（試行） 東北大擾動(dòng)試驗(yàn) 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(xué) North China Electric Power University 廣域同步相量測(cè)量技術(shù)研究的歷史 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2020 國(guó)外 WAMS研究 國(guó)內(nèi) WAMS研究 7月和 8月美國(guó)停電事故 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 廣域同步相量測(cè)量技術(shù)研究的歷史 2020 2020 2020 2020 國(guó)外 WAMS研究 國(guó)內(nèi) WAMS研究 美國(guó) 2020 2020 2020 2020 中國(guó) 中國(guó) 振蕩 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 提 綱 ? 廣域同步相量測(cè)量技術(shù) – 廣域同步相量測(cè)量技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 – 國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀 – PMU核心技術(shù)問(wèn)題 – PMU標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試評(píng)估 – 主站支撐系統(tǒng)核心技術(shù)問(wèn)題 ? 廣域同步相量測(cè)量技術(shù)應(yīng)用 – 狀態(tài)估計(jì)中的應(yīng)用 – 低頻振蕩識(shí)別及阻尼控制中的應(yīng)用 – 在保護(hù)控制中的應(yīng)用 華北電力大學(xué) North China Electric Power University PMU世界應(yīng)用現(xiàn)狀 巴西 俄羅斯 中國(guó) 中歐 北美 墨西哥 印度 北歐 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 巴 西 2020年起，巴西裝設(shè) 37個(gè)PMU。 ? 當(dāng)前，廣域阻尼控制、廣域保護(hù)控制等已成為研究熱點(diǎn)。 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(xué) North China Electric Power University 俄羅斯 2020年開(kāi)始裝設(shè) PMU，已有 26臺(tái) ，覆蓋 8個(gè)時(shí)區(qū)的電網(wǎng) 已有應(yīng)用： 系統(tǒng)動(dòng)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(dòng)態(tài)安全評(píng)估 未來(lái)目標(biāo)： 低頻振蕩監(jiān)控； 系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制。 ? PPS是 GPS發(fā)出的秒脈沖信號(hào)，相鄰 PPS的間隔為 1秒。s， 177。s …. 華北電力大學(xué) North China Electric Power University sin和 cos曲線 t 輸入信號(hào) 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(shù)問(wèn)題 2相量計(jì)算 華北電力大學(xué) North China Electric Power University ? DFT算法受頻率偏移的影響 輸入信號(hào)可表示為： 第 k個(gè)采樣點(diǎn)寫(xiě)作： 從第 r個(gè)采樣點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算相量的公式 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 因?yàn)椋? 計(jì)算相量可進(jìn)一步寫(xiě)作 ? DFT算法受頻率偏移的影響 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 令： 則計(jì)算相量如下式所示，其中 X為相量真值。([~ ???????? ??????? ])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(xué) 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(shù) 2倍頻 常數(shù) 相量因子通相 ? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 調(diào)制信號(hào)下（以幅值調(diào)制為例） )c o s ())c o s (1(2)( 00111 ???? ????? ttkXtx m時(shí)間窗內(nèi)信號(hào)參數(shù)變化 ? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學(xué) North China Electric Power University )2()2()2()21c o s ())21c o s ( (22)21c o s (22)c o s ()21(1010000111000?????????????????????????????????yyytNtNkXktNXtkNkxmm常數(shù) 調(diào)制分量 非整次倍頻率 非整次倍頻率 2倍頻率 00111 2 1))cos(1( ???? ??????? tNtkXX m?? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 50 100 150 200 250 300 350525456586062全周傅立葉算法電壓相量幅值波形時(shí)間 ( m s )電壓幅值(V)0 50 100 15000. 10. 20. 30. 40. 5幅值振蕩下電壓幅值計(jì)算值頻譜分析頻率 (H z )電壓幅值(v)? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學(xué) North China Electric Power University ? 現(xiàn)有 DFT采用靜態(tài)相量模型，動(dòng)態(tài)條件下產(chǎn)生誤差 華北電力大學(xué) North China Electric Power University ? 現(xiàn)有 DFT采用靜態(tài)相量模型，動(dòng)態(tài)條件下產(chǎn)生誤差 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 靜態(tài)相量數(shù)學(xué)模型造成的去頂現(xiàn)象 。 ；基波頻率偏離額定值 3Hz時(shí)， ，相角測(cè)量誤差改變量小于等于 1176。仍是響應(yīng)時(shí)間并沒(méi)有最后確定。 A. Modulation tests for PMU（ 調(diào)制測(cè)試 ） I EEE 與I E C動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)草案 考察 PMU對(duì)系統(tǒng)低頻振蕩的檢測(cè)能力。 negative ramp) Class P s 177。 1/Fs for the start amp。 – 1個(gè) PMU只有 1個(gè) CFG1. 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 華北 WAMS通信命名規(guī)則 ? 2020年編制實(shí)施 ? 規(guī)定配置幀的具體內(nèi)容： – 每個(gè)元件的正序和三相電壓電流相量 – 每個(gè)元件的頻率、頻率變化率、有功和無(wú)功 – 發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)、功角 ? 格式（共 16字節(jié)） – “ 站名 4元件名 7類(lèi)型 3” ? 舉例 – 辛安開(kāi)關(guān)站辛藺線 A線電壓相量 0XAk000辛藺 UAV – 嶗山變 2＃主變 500kV側(cè)正序電壓相量 0LSb2變 500U1V – 聊城變辛聊 1線有功 0LCb辛聊 1線 00P 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 配置幀 CFG2 ? 主站根據(jù) CFG1產(chǎn)生，下發(fā)給 PMU； ? 規(guī)定 PMU實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)集合和傳輸速度； ? PMU根據(jù) CFG2生成數(shù)據(jù)幀發(fā)送給主站； ? 可根據(jù)主站召喚，從 PMU傳送到主站。 ? 將在智能調(diào)度支撐系統(tǒng)中采用。 ? 得到混合量測(cè)方差陣 ???????????IUmR000R000RR? 混合非線性狀態(tài)估計(jì) 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 輸 入 測(cè) 量 信 息給 定 狀 態(tài) 變 量 初 值l = 0按 照 式 ( 2 5 ) , ( 2 6 ) ， 形 成 傳 統(tǒng) 狀 態(tài) 估 計(jì) 的 雅 可 比 陣 H ( x( l )) 。 需要在線一 致性評(píng)估 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 電壓誤差指標(biāo) 求 1秒內(nèi)電壓量測(cè)的最大值和最小值之差，然后對(duì)某時(shí)間段內(nèi)上述秒內(nèi)差值取平均。 ? 1個(gè) PMU可以有多個(gè) CFG2，分別對(duì)應(yīng)不同的主站 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 命 令 幀 ? 傳遞主站和子站之間的指令及其確認(rèn)信息 ? 常用指令包括： – 主站 PMU：開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，停止發(fā)送數(shù)據(jù)，上傳CFG1，接收 CFG2，上傳 CFG2，觸發(fā)記錄 – PMU 主站：確認(rèn)命令 華北電力大學(xué) North China Electric Power University WAMS數(shù)據(jù)通信建立過(guò)程 主站 PMU 建立管理管道 “ 開(kāi)啟實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸 ” 建立數(shù)據(jù)流管道 發(fā)起連接 接受連接請(qǐng)求 接收 CFG2 接收命令 下發(fā) CFG2 發(fā)送命令 發(fā)起連接 接受連接 CFG2幀 接收數(shù)據(jù) …. 按照 CFG2的要求 ,發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 華北電力大學(xué) North China Electric Power University WAMS主站互聯(lián)技術(shù) ? 網(wǎng)絡(luò)組織方式 網(wǎng)調(diào)主站 國(guó)調(diào)主站 網(wǎng)調(diào)主站 省調(diào)主站 省調(diào)主站 通信網(wǎng)絡(luò) 通信網(wǎng)絡(luò) 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 互聯(lián)網(wǎng)關(guān) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)