1. 变电站两个同步相量测量装置分别什么作用
目前,同步相量测量技术的应用研究已涉及到状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护及故障定位等领域。
(1) 状态估计与动态监视。状态估计是现代能量管理系统(ems)最重要的功能之一。传统的状态估计使用非同步的多种测量(如有功、无功功率,电压、电流幅值等),通过迭代的方法求出电力系统的状态,这个过程通常耗时几秒钟到几分钟,一般只适用于静态状态估计。
应用同步相量测量技术,系统各节点正序电压相量与线路的正序电流相量可以直接测得,系统状态则可由测量矢量左乘一个常数矩阵获得,使得动态状态估计成为可能(引入适当的相角 测量,至少可以提高静态状态估计的精度和算法的收敛性)。将厂站端测量到的相量数据连续地传送至控制中心,描述系统动态的状态就可以建立起来。一条4800或9600波特率的普通专用通信线路可以维持每2~5周波一个相量的数据传输,而一般的电力系统动态现象的频率范围是0~2 hz,因而可在控制中心实时监视动态现象。
(2) 稳定预测与控制。同步相量测量技术可在扰动后的一个观察窗内实时监视、记录动态数据,利用这些数据可以预测系统的稳定性,并产生相应的控制决策。基于同步相量测量技术,采用模糊神经元网络进行预测和控制决策,取pmu所提供的发电机转子角度以及由转子角度推算出的速度(变化率)等作为神经元网络的输入,输出对应稳定、不稳定。在弱节点处安装pmu,可以观测电压稳定性。pss利用pmu所提供的广域相量作为输入,构成全局控制环,可以消除区域间振荡。
(3) 模型验证。电力系统的许多运行极限是在数值仿真的基础上得到的,而仿真程序是否正确在很大程序上取决于所采用的模型。同步相量测量技术使直接观察扰动后的系统振荡成为可能,比较观察所得的数据与仿真的结果是否一致以验证模型,修正模型直到二者一致。
(4) 继电保护和故障定位。同步相量测量技术能提高设备保护、系统保护等各类保护的效率,最显着的例子就是自适应失步保护。对于安装在佛罗里达—乔治亚联络线上的一套自适应失步保护系统,从1993年10月到1995年1月的运行情况分析表明,pmu是可靠和有价值的传感器。另一个重要应用是输电线路电流差动保护,在相量差动动作判据中,参加差动判别的线路二端电流相量必须是同步得到的,pmu即可提供这种同步相量。
对故障点的准确定位将简化和加快输电线路的维护和修复工作,从而提高电力系统供电的连续性和可靠性。传统的单端型故障定位方法是基于电抗测量原理,这种方法的精度将受故障电阻、系统阻抗、线路对称情况和负荷情况等多种因素的影响。解决这一问题的根本出路是利用线路两端同步测量的电压和电流相量进行故障距离的求解,能获得高精度和高稳定性的定位结果。
广域测量系统
电力系统的稳定已是越来越突出问题。以pmu为基本单元的广域测量系统可以实时地反映全系统动态,是构筑电力系统安全防卫系统的基础
2. 电网同步相量测量单元PMU
精准的电力系统守护者——PMU:它将同步、相量和测量融合,为电网安全保驾护航。
首先,让我们聚焦在高精度同步上。PMU借助于北斗原子钟,实现了电力系统前所未有的大范围时间同步,确保了设备间的协调一致,对电网稳定运行至关重要。以往,我国电力系统曾严重依赖GPS授时,但这种高度依赖曾引发过事故,PMU的出现无疑填补了这一空白,提升了我国电力系统的自主性和安全性。
电力系统中的相量,如同数学中的坐标,由幅值和相角构成。相角测量的精度直接影响潮流计算和控制决策,是电力工程师面对的一大挑战。我国自主研发的北斗电力全网时间同步系统,不仅摆脱了对GPS的过度依赖,还提升了电力系统实时同步的精度与可靠性。
PMU的核心功能在于实时分析电网运行状态,通过GPS测量获得幅值和相位信息,同步相量通过GPS采样计算得出。在电力网络中,节点间的相量关系如同一幅复杂的几何图,例如图1所示,相角差是反映潮流方向和强度的关键指标。PMU的工作原理包括精密滤波、量化处理和相量计算,最终将数据转化为信息,通过报文形式传输到数据集中器。
值得一提的是,正序相量的定义颇具特色:A相领先B相120度,B相领先C相120度,C相领先A相120度,这是对电力系统基本运行规律的精准描述。然而,微处理器在计算相量过程中并非易事,过零检测和递归傅里叶算法是常用手段。过零点同步测量尽管简单,但依赖于电压过零点,误差难以避免。相比之下,异步测量在静态系统中更为适用,它降低了数据传输的需求,但对设备性能有较高要求。
尽管PMU设备的初始投资较高,但随着技术进步和成本降低,国内如南瑞、北京四方等电力技术企业已经成功研发并应用了自家的PMU产品。这一领域的研究成果不断涌现,参考文献中包含了一系列深入探讨PMU技术的论文,为电力系统的未来发展提供了丰富的理论支持。