基于pmu同步数据的输电线路参数在线测量的研究

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1、基于PMU同步数据的输电线路参数在线测量的研究刘春玲微通电力系统室内容提要：一、PMU发展及应用简介。二、在线动态量测系统适用的领域。三、发展前景展望。四、线路参数在线测量的优越性和必要性。五、基于PMU同步数据的线路参数在线测量方法。六、工作计划。微通电力系统室同步相量测量装置(PMU:PhasorMeasurementUnit)是基于全球定位系统(GPS:GlNoabalPositionSystem)及微处理目的的高精度数据采集系统。电力系统中安装PMU主要是用于系统的稳定和控制。电力系统中的电量(如电流、电压)均为正弦量，正弦量有幅值、频率和初始相角三个要素。对同频率的电量

2、来讲，幅值和相角是关键因素。长期以来，电量的幅值可以方便地测量，但相角测量却是个难题。相角测量方面的研究和应用被称为当前电力系统的三大前沿课题之一，相角的实时测量使得人们能实时地看到系统的状态，这必将提高电力系统的监控和保护的能力，因此各国电力公司都在研究对策，积极增加相角测量装置的数量，并开展多种试验研究。随着技术的进一步发展和逐步成熟，相角测量可望在电力系统的状态估计、静态稳定的监视、暂态稳定的预测及控制，和自适应失步保护方面发挥其作用。微通电力系统室在线动态量测系统适用的领域在线潮流计算在线参数辨识稳态监测在线状态估计在线静态安全分析最大相角差测量电机动态行为监测动态行为检测负荷动态

3、行为监测系统动态行为监测静态稳定监测电压稳定监测稳定检测在线暂态稳定监测在线暂态稳定预测失步预测区域稳定控制故障分析故障监视及判断故障测距微通电力系统室三、发展前景随着经济的飞速发展和电力供应短缺现象的出现，供电形势日趋严峻，电力系统经常运行在稳定极限边缘，在这种情况下，现有的基于RTU的SCADA系统(数据采集及监控系统)及以其为基础的各种应用系统不足以支持电力系统安全稳定运行。因为SCADA系统只能提供稳态的、低采样密度的、不同步的电网时间断面信息，调度中心不能根据这些信息跟踪系统的发展轨迹，准确掌握系统运行的动态情况。PMU及以其为基础的WAMS(广域测量系统)使得在更精细的时间尺度

4、上对电力系统进行同步观测，以及利用这些精细数据对电力系统进行全新的分析成为可能，从而弥补了SCADA系统的不足。微通电力系统室尽管从理论上讲WAMS系统完全可代替现有的SCADA系统，但在现有的经济技术水平下，这样做并不现实，原因如下：1.虽然对电力企业来讲PMU本身的造价不是问题，但建立完备的WAMS系统可能需要大量的资金投入，抛弃SCADA系统意味着抛弃先前对它的投入，因此会造成巨大的资金浪费。2.目前SCADA技术已经相当成熟，并且积累了相当丰富的运行经验，已成为调度运行人员的得力工具：相比较而言，WAMS则是一个全新的系统，技术上存在很多不成熟因素，并且缺乏相应的运行经验，以之代替

5、成熟的SCADA系统存在较大的技术风险。微通电力系统室3.无论对现有的电力通信设施还是对调度控制中心的存储设备来讲，WAMS系统毫秒级的数据刷新频率(WAMS数据刷新频率一般要求每10ms或20ms刷新一次，将来可能更高)势必会产生海量测量数据，这会带来一系列诸如通信、存储、管理、计算等方面的问题。4.由于通信延迟等技术问题，WAMS数据不可避免地存在一定误差，尽管可通过数据处理方法来减小这些误差，但对海量数据进行处理可能超过现有计算机的处理能力。微通电力系统室由于以上种种原因使得在目前的技术水平下WAMS还不可能完全代替SCADA系统，PMU也不能像RTU那样普遍安装，但应看到WAMS系

6、统很好的弥补了现有SCADA系统的不足。在相当长的时间内将呈现SCADA与WAMS两套系统并存的状况。基于WAMS数据的系统分析方面已经取得一些极具启发性的成果，但仍需加强研究如何更有效地利用这些数据实现对大电网稳定性的快速预警、实时分析和评估，提高电网调度水平。微通电力系统室四、线路参数在线测量的优越性和必要性准确的线路参数是正确进行电力系统潮流计算、故障分析、网损计算和继电保护整定计算等电力系统计算的基础。随着电力系统的发展，输电线路越来越多，网络结构也越来越复杂，电力系统计算时对线路参数的准确性、可靠性的要求愈加严格。传统的停电测量方法已不能满足现代大型电力系统的要求。现代电力系统及

7、其操作人员更加迫切地需求一种方便快捷且准确有效的线路参数测量方法。在测量线路参数时不能降低系统供电质量，更不能影响系统的安全性和稳定性。基于同步相量测量的对称分量和不对称增量结合的线路参数测量方法，能够在线测量线路参数，不影响负荷的正常供电和潮流的优化分布。微通电力系统室五、对称分量和不对称增量结合的在线测量方法在线测量线路参数，可以用电力系统运行中电压和电流采样值得到的同步相量来计算线路参数。线路参数的带电测量中主要难