电力系统广域量测不良数据处理研究

随着我国经济的不断发展,电力系统规模日益扩大以及接线的复杂程度不断上升,为了安全有效的输送电能,需要保证电力系统的实时量测数据的准确性,同步相量测量技术是现代电力工业的最重要技术之一,基于GPS的时钟同步相量量测单元(PMU)使得电力系统的实时电压和电流相量的直接测量成为可能。由于PMU具有精度高、全网严格的时钟同步、采样周期短等优点,同步测量技术在电力系统状态估计方面发挥着越来越重要的作用。该文研究基于PMU的量测信息存在不良数据的情况,提出一种处理不良数据的方法,对当前量测相量逐维地与历史量测进行Kalman滤波计算,结合仿真计算,分析其在工程上的应用前景。     

部分节点引入相量测量的状态估计

基于GPS的相量测量装置(PMU)可以直接测得节点电压相量,包括电压有效值和相角,在状态估计一般模型的基础上,建立了部分节点电压相量可测时的状态估计模型,并针对不同的相角量测精度,采用不同的状态估计模型,PMU精度较低时,在增加量测量冗余度的同时,PMU所在节点的电压相量仍然作为状态变量参与迭代;PMU精度足够高时,直接将PMU的量测值作为状态估计的状态解,算例验证了方法的有效性和相量测量对状态估计的改善作用。     

基于PMU的电力系统状态估计算法研究

本文针对PMU技术以及当前WAMS和SCADA系统量测并存的现状,研究基于PMU的状态估计算法。首先在动态估计中利用PMU量测进行边界协调;然后利用滤波步得到的状态变量值和PMU量测值进行一次线性估计,将非线性动态估计和线性估计结合起来,最大限度利用了PMU数据。     

基于相量测量单元优化配置的配电网谐波状态估计研究

随着大量电力电子设备的接入,配电网谐波问题愈发严重。谐波状态估计的准确性直接影响到后续的谐波治理效果。相量测量单元(PMU)可以实时测量节点电压与支路电流,可借助其实现谐波状态估计。然而目前PMU价格较高,如何进行合理的优化配置保证全网谐波状态可观,同时提高谐波状态估计的准确性,是亟待解决的问题。文章首先构建了以PMU经济配置和谐波状态估计精度最高为目标的PMU优化配置模型,并提出一种改进二进制粒子群-遗传混合算法用于求解。随后在实时仿真器中搭建IEEE14节点模型,选用均值插补法以及Vondrak滤波法进行数据处理并分析了优化所得多种PMU配置场景对谐波状态估计的影响。结果表明,文章所提算法从减少投资成本及降低谐波状态估计误差角度考虑,能够给出合理的PMU配置方案,有助于支撑工程决策。     

系统可观PMU最优配置和分阶段配置方案的研究

以电力系统配置同步相量测量单元（PMU）个数最少为目标，全网可观测、系统有最大量测冗余度为约束，提出了PMU最优配置模型．针对PMU价格昂贵，很难一次性安装上所有所需PMU的实际问题，提出系统不可观测度的概念，以每阶段安装相同个数的PMU能够最大限度地提高系统量测冗余度和最终完成安装后满足系统可观测的最优配置为约束条件，提出PMU分阶段的最优配置模型．在此基础上，     

基于GPS的相量量测单元在电力系统中的应用研究

基于GPS(Global Position System)技术的同步相量量测单元(PMU)可以实时测量节点电压的幅值和相角,介绍了PMU的测量原理以及其在电力系统电网稳定性监测与分析、广域测量系统(WAMS)、暂态稳定预测及控制、在线扰动识别、低频振荡的在线监测与分析、负荷参数辨识等方面的潜在的应用价值.为电力系统分析和控制提供了新思路.     

系统可观测同步相量测量单元最优配置和分阶段配置

以电力系统配置同步相量测量单元（PMU）个数最少为目标,全网可观测、系统有最大量测冗余度为约束,提出PMU最优配置模型.针对PMU价格昂贵,很难一次性安装上所有所需PMU的实际问题,提出系统不可观测度的概念,以每阶段安装相同个数的PMU能够最大限度地提高系统量测冗余度和最终完成安装后满足系统可观测的最优配置为约束条件,提出PMU分阶段的最优配置模型.在此基础上,采用改进自适应遗传算法求解此模型,保证全局最优.在陕西49节点实际电网的PMU安装地点优化计算中,基于文中模型的算法不仅给出了14个PMU、120个量测量的最优配置方案,而且给出了优化的三阶段安装步骤,目前此方案已在实际电网中得到应用.     

考虑量测冗余度的多阶段PMU优化配置

针对电力系统网架难以一次性全部安装所需的相量测量单元PMU的问题，提出考虑量测冗余度的多阶段PMU优化配置方法。首先给出系统量测冗余度的计算方法，在保证每一阶段最大限度地提高系统量测冗余度及考虑已有PMU配置的基础上，将PMU优化配置分为2个阶段:第1阶段保证系统全局可观测；第2阶段保证在线路N-1故障情况下不丧失对系统的观测能力。接着采用改进遗传禁忌搜索算法，对新英格兰39节点和IEEE 118系统进行算例仿真，得到多阶段PMU优化配置方案。结果表明:考虑冗余度的多阶段PMU优化配置方法在保证每一阶段安装的PMU都能发挥最大效用的同时，很好地协调了PMU配置的经济性和可靠性。     

基于非负定自适应卡尔曼滤波的电力系统虚假数据攻击检测

虚假数据攻击(false data attack, FDA)是通过对电网中远程终端单元(remote terminal unit, RTU)、同步相量测量单元(phasor measurement unit, PMU)等通信环节的攻击,误导电力系统的状态估计,给电力系统的安全可靠运行带来巨大威胁。构建了电网虚假数据攻击检测架构、电压信号状态空间模型和虚假数据攻击模型,提出了非负定自适应卡尔曼滤波算法来估计模型中的状态量,旨在准确检测电力系统中的虚假数据。通过对3节点电力系统仿真,结果验证文中所提的算法在保证滤波稳定性的同时,提高了攻击检测的运算速度。     

合并单元对智能化相量测量装置测量结果影响分析

合并单元(merging unit,MU)作为智能化同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)数据采集的主要物理载体,其性能直接影响到装置测量计算结果的准确性。针对智能化PMU装置测量误差存在超差的问题,构建了用于测试智能化PMU装置测量误差的检测平台。研究合并单元影响智能化PMU装置测量结果的因素,最终确定了对智能化PMU装置测量误差产生关键影响的因素以及各种因素的影响程度;并提出了相应的建议。对指导智能化PMU装置的现场检测工作提供一定的参考。     

基于蚁群算法的配电网谐波量测点优化配置

谐波量测点的优化配置能有效提高配电网谐波状态估计的可观性和准确性。结合配电网特性,确定配电网量测装置配置原则,基于配电网拓扑数学模型计算系统状态的可观性。综合考虑配电网的节点状态可观测度和冗余度建立谐波量测点优化配置的数学模型,提出应用蚁群算法求解达到同一优化目标的多种量测配置优化方案,为规划设计结合现场实际情况择优选择。算例分析结果验证了该算法的有效性,PMU配置位置的优化减少了节点冗余度,增加了可观节点数目。     

基于PMU的忻州电网负荷频率响应特性研究

电力系统在发生频率波动时的调节性能可通过电力系统的负荷频率响应特性反应出来，是维持电力系统频率稳定的一大性能，由于其波动性大较难测量。该文采用基于同步相量测量装置（PMU）的测量技术对忻州电网的负荷频率响应特性进行了研究。     

合并单元对智能化PMU装置测量结果影响分析

合并单元(merging unit,MU)作为智能化同步相量测量装置(phasor measurement unit, PMU)数据采集的主要物理载体,其性能直接影响到装置测量计算结果的准确性。针对智能化PMU装置测量误差存在超差的问题,构建了用于测试智能化PMU装置测量误差的检测平台,研究合并单元影响智能化PMU装置测量结果的因素,最终确定了对智能化PMU装置测量误差产生关键影响的因素以及各种因素的影响程度,并提出了相应的建议,对指导智能化PMU装置的现场检测工作提供一定的参考。     

一种基于遗传-禁忌混合策略的PMU最优配置方法

以电力系统状态完全可观测和相量测量单元配置数目最小为目标,形成PMU最优配置问题.相量测量单元可以测量母线电压相量,结合测量数据采用改进的快速拓扑可观测性分析方法保证系统完全可观测,应用遗传算法和禁忌搜索算法的混合策略求解最优配置问题,实现全局最优.以IEEE 9节点系统和IEEE 39节点系统为例进行验证,结果表明,直接利用节点可观测原则判断电力系统的可观测性,可以提高可观测性分析的计算效率.     

一种新型同步相量测试单元的研究

同步相量测量单元(PMU)是广域测量系统(WAMS)中的关键设备之一。本文的PMU以北斗卫星导航定位系统和GPS(全球定位系统)构成互备授时单元,基于ARM926EJ-S的处理器AT91SAM9261为核心CPU,同时引入实时操作系统μC/OS-Ⅱ作为其软件平台,该PMU具有实时性强和可靠性高的特点。重点详述了μC/OS-Ⅱ在该系统中的移植与应用。     

电力系统中基于同步相量测量技术的探析

介绍了同步相量测量技术及其在电力系统中暂态稳定预测与控制、状态估计与动态监视、故障定位、构建基于同步相置测量技术的广域测量系统中的应用,分析了同步相量测量技术在这些领域研究中的重要作用及其对电力系统安全的重要意义。     

基于DSP+MCU的电力同步相量测量装置的设计

针对同步相量测量需要高速采集和高速数据传输的特性,提出处理器采用双CPU结构同步相量测量装置,通过GPS授时时钟确保异地相量采集时间的同步性,然后按照模块化的设计思想对采集单元、时钟同步单元、双口RAM单元等模块进行设计,并在uC/OS-II操作系统上完成了这个功能模块优先级的分配,实验结果表明:所研制的测量装置设计合理,能够满足测量的技术指标要求,具有高精度和高速通信的特点。     

基于鸽群优化算法的含分布式电源配电网状态估计

随着配电网中分布式电源比例不断增加,对配电网的运行管理模式提出了更高的要求,为了能够保证配电网运行的可靠性和经济性,针对含分布式电源配电网的特点,基于鸽群优化算法,提出这类配电网的状态估计方法。以配电网中分布式电源和负荷的有功功率为状态变量,以状态变量与量测量差值的平方和最小作为目标函数,以潮流方程作为等式约束,以状态变量上下限值作为不等式约束,构建了含分布式电源配电网状态估计优化模型。采用鸽群优化算法和遗传算法分别求解了所构优化模型的最优解,算例表明,依据磁场、太阳和地标模拟鸽群自主归巢行为的鸽群优化算法,能获得比遗传算法估计精度更高的状态估计结果,可为含分布式电源配电网状态估计提供一个新途径。     

基于有限测量信息的加权最小二乘法在配电网状态估计中的应用

为了适应测量装置数量受限的配电网控制的需要,提出一种基于有限测量信息的配电网状态估计方法.模型中将区域配电网节点电压幅值和相角作为状态变量,测量节点电量、负荷规划数据分别作为实际测量量和伪测量量,利用加权最小二乘法权重参数的合理配置保证模型的合理性并求解.通过对英国某区域配电网实例仿真计算,结果表明:本文状态估计模型能够根据有限测量量进行网络全节点的状态估计,且平均估计误差满足实际应用要求;同时,定性描述了测量点数量、估计初值与状态估计误差的关系,为进一步探索测量点优化配置和最优状态估计求解奠定基础.     

基于改进矩阵束的动态同步相量测量算法

随着现代电网规模不断增大,分布式电源大规模接入,强谐波、高噪声和信号动态多变等问题会降低同步相量测量算法的准确度.为准确测量现代电网同步相量参数,提出一种结合二阶泰勒动态相量模型和改进矩阵束优势的同步相量测量算法,用于动态条件下电力系统同步相量幅值和相角参数精确测量.本文先对算法进行数学推导,然后根据我国同步相量装置检测规范中指定的实验案例对测量准确度进行详细评估.实验结果表明,算法在频率偏差、幅度调制等情景下具有很高的测量精度,符合我国同步相量检测规范要求,具有一定工程应用价值.