摘要:结合GPS技术在电力系统中的广泛应用,本文介绍了一种新型电网广域动态安全监测系统(DSMS)。该系统由3部分组成:以相量测量单元(PMU)为核心的子站系统、以同步相量数据平台为核心的主站系统和分析中心站高级应用系统。PMU在子站实现相量的同步实时测量和打包发送;主站系统对来自子站的相量数据进行再同步处理、存储管理以及转发,为高级分析功能提供实时的或历史的相量数据;分析中心站集成了用于实时在线监视与事后分析的软件。通过重点描述PMU子站的结构、布局,表明同步相量测量技术为保证电力系统的安全生产提供了新的方法和手段。
关键词:功角测量,相量控制,暂态稳定,状态估计,全球定位系统
1前言 以SCADA/EMS为代表的调度监测系统是在潮流水平上的电力系统稳态行为监测系统,其缺点是不能监测和辨识电力系统的动态行为。部分带有同步定时的故障录波装置由于缺少相量算法和必要的通信联系,也无法实时观测和监督电力系统的动态行为。现代电网的规模不断扩大,动态特性非常复杂,稳定性控制越来越需要从系统整体来考虑。全球定位系统GPS向电力系统监控设备提供高精度同步时钟,将电网各状态量直接反映统一时间断面上,使电网中各节点之间的相角测量成为可能。
20世纪90年代初,基于GPS的相量测量单元PMU的成功研制,标志着同步相量(synchrophasor)技术的诞生。它在电力系统中的广泛应用,促进了电网广域动态安全监测系统DSMS的形成和发展。这是现代电力工业最重要的技术之一。PMU在全网统一的时间坐标系下(通过接收GPS的同步时钟信号),对电力系统不同节点的电压和电流进行同步采样,通过数据处理生成各节点电压、电流的正序相量,由GPS给每个相量打上时间标签,然后将这些信息实时传送到控制中心。控制中心在统一的时标下,根据各个PMU的测量信息对电力系统的状态进行分析,进行全电网的稳定控制、事故预警等。DSMS能实现广域电网运行状态的实时同步测量,借助于高速通信网络还可将测得的相量数据进行汇总,这就为实现全局型的稳定性控制系统创造了条件。现场试验、运行以及应用研究的结果表明:同步相量测量技术在电力系统状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护、故障定位等方面获得了广泛应用,前景广阔。
随着“西电东送、云电外送”工程的建设,云南电网互联规模越来越大,电网调度部门迫切需要一种实时反映大电网动态行为的监测手段。随着电力通信系统的发展,云南电网普遍具备了光纤通信条件,电力数据网也深入到发电厂和变电所,这标志着实施电网动态监测系统的基础条件已经具备。
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