[发明专利]灵活的广域电网相量测量方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统监测技术领域，尤其设计一种灵活的广域电网相量测量方法。

背景技术

电力系统的广域电网是地理上的概念，它由发电机、变电站及重要节点组成，其最小单位是省网，再上一级为区域网(如华东、华北、华中)，再上一级为全国互联电网。广域电网测量系统(WAMS)主要由位于厂站端同步相量测量装置(PMU)、通信系统和位于调度中心的数据采集中心组成，其简化结构示意图如图1所示。

借助于全球定位系统GPS的精确对时功能，由各个PMU采集到的带时标的相角、电压等信息通过以太网接入现场局域网，再通过光纤连接到调度中心，以太网和光纤的快速传输能力保证了实时性的要求，使得调度中心能够实时得到各个被测量点电压、相角的准确值。其工作模式为各个PMU固定安装于现场，长期在线监测。

广域电网测量系统(WAMS)主要实现如下功能：

(1)测量发电机功角和母线相角，实时进行电力系统的安全稳定分析与控制。

(2)全网动态过程事故记录及事故分析。安装在各地的PMU可以在全网同一时间参考下记录电网的动态过程。

(3)稳态分析：PMU可以和现有的SCADA系统相结合提高系统状态估计的精度。

广域电网测量系统(WAMS)的主要特点和关键技术在于：

(1)WAMS具有固定组网的模式。目前，WAMS中的PMU装设不再移动，永久地只在线监测该节点的相量，现场需要安装PMU屏柜。

(2)网络拓扑及节点信息不易改变。因为WAMS的监测对象不变，所以其对应的网络拓扑及节点信息不用改变，该信息一般由厂家在监测系统的软件中预先装入，用户的人员不能进行修改或重设。

(3)高速数据通道及海量信息存储技术。为了满足大量实时数据的测量、存贮和对外发送，必须具有高速信息通道及海量信息存储技术。一般不注意考虑所用通信方式的灵活性与方便性。

(4)广域测量的同步技术。所有PMU均以精确的同步时钟信号(如GPS)作为采样过程的基准，采样脉冲的同步误差一般在±1μs左右。

广域电网测量系统(WAMS)测得的是电力系统的相量，它们对分析电力系统的故障或异常具有很高的价值。电力系统在任何时候、任何地方都有可能发生故障或异常，因此按照现有的WAMS固定组网方式，系统的大部分节点都安装PMU才能监测到整个系统出现的故障或异常。所以，按照目前WAMS的方式发展下去，就必须使监测点覆盖整个电网，监测点的数量非常多，成本太高，电力系统是无法承担如此高额费用的，而且庞大的WAMS系统的信息量太大，会造成“海量信息”效应，反而使有效信息提取困难，不利于问题的分析与决策。

由于上述问题的存在，使得具有很好理念的WAMS实际上只获得很少的应用。WAMS目前只是应用在电力系统的输电网中，而且装设PMU节点的比例极低，主要用作对于电力系统安全稳定控制的辅助手段，事实上对于输电系统的大部分节点都还没有装设PMU。与输电系统相比，在电力系统中配电系统的结构更为庞大和复杂，更容易出现异常和故障，WAMS技术在配电系统中具有更广阔的应用价值，而现在的事实是WAMS在配电系统中基本还没有获得应用。

因此如何克服现有WAMS的缺点，使得相量测量技术在整个电力系统获得普遍应用，具有极大的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种灵活的广域电网相量测量方法，用以解决广域电网测量系统(WAMS)存在的问题。

技术方案是，一种灵活的广域电网相量测量方法，其特征是所述方法包括些列步骤：

步骤1：根据广域电网出现的故障或者异常及其发生的区域，确定被测电网；

步骤2：建立被测电网的拓扑模型；

步骤3：根据拓扑模型，对被测节点进行布局优化；

步骤4：根据优化结果，在被测节点布设可移动相量测量单元；

步骤5：可移动相量测量单元同步采集被测电网的信号并进行处理，得到采样数据；而后，将采样数据通过通信网络发送到中心平台；

步骤6：中心平台收到采样数据，进行数据分析并保存分析结果。

所述建立被测电网的拓扑模型具体是：根据被测电网的主接线图表示的各设备图元之间的连接关系，利用深度优先搜索算法逐步搜索，将最终的搜索结果组成被测电网的拓扑模型。

所述可移动相量测量单元同步采集被测电网的信号并进行处理具体包括：

步骤101：可移动相量测量单元同步采集被测节点的电流信号和电压信号；