電網(wǎng)廣域監(jiān)測系統(tǒng)

《智能電網(wǎng)廣域監(jiān)測分析與控制技術(shù)研究》在內(nèi)容定位上，突出技術(shù)先進性、前瞻性和實用性，全書共八章，主要內(nèi)容包括：廣域監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀研究，電力系統(tǒng)分析控制原理，廣域監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與數(shù)據(jù)處理，廣域智能控制能保護技術(shù)，電力系統(tǒng)廣域動態(tài)穩(wěn)定控制，基于WAMS的電力系統(tǒng)檢測技術(shù)以及基于WAMS電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性控制，最后列舉幾個電力系統(tǒng)實例?！吨悄茈娋W(wǎng)廣域監(jiān)測分析與控制技術(shù)研究》知識體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹，極具參考借鑒性，便于讀者在掌握理論知識的同時更好的將其應(yīng)用于實踐之中，希望能為我國電力系統(tǒng)的廣域監(jiān)測與控制貢獻一分力量。

第一章 廣域監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀研究

第一節(jié) 廣域監(jiān)測系統(tǒng)的提出與發(fā)展現(xiàn)狀

第二節(jié) 基于WAMS的電力系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)測研究現(xiàn)狀

第三節(jié) 基于WAMS的高級應(yīng)用功能研究現(xiàn)狀

第二章 電力系統(tǒng)分析控制原理簡介

第一節(jié) 電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型簡述

第二節(jié) 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法簡述

第三節(jié) 自動控制理論簡述

第三章 廣域監(jiān)測系統(tǒng)

第一節(jié) 廣域監(jiān)測系統(tǒng)框架及關(guān)鍵技術(shù)

第二節(jié) 廣域信息監(jiān)測測試系統(tǒng)簡介

第三節(jié) 廣域監(jiān)測系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)處理與性能分析

第四章 廣域智能控制保護技術(shù)

第一節(jié) 廣域智能控制保護系統(tǒng)概述

第二節(jié) 廣域智能控制保護系統(tǒng)的信息交互技術(shù)

第三節(jié) 基于廣域信息的快速后備保護技術(shù)

第四節(jié) 基于廣域信息的快速自愈控制技術(shù)

第五章 電力系統(tǒng)廣域動態(tài)穩(wěn)定控制

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 廣域阻尼控制

第三節(jié) 關(guān)于電力系統(tǒng)低頻振蕩的研究

第六章 基于WAMS的電力系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)

第一節(jié) 基于Prony算法的低頻振蕩在線監(jiān)測

第二節(jié) 基于WAMS的電壓穩(wěn)定性在線監(jiān)測

第七章 基于WAMS電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性控制

第一節(jié) 基于綜合靈敏度分析的電壓開環(huán)控制研究

第二節(jié) 基于廣域信息的動態(tài)電壓閉環(huán)控制研究

第八章 案例分析

第一節(jié) 韶關(guān)電網(wǎng)珠全片區(qū)廣域智能控制保護系統(tǒng)

第二節(jié) 深圳某片區(qū)城市配網(wǎng)區(qū)域控制保護系統(tǒng)

第三節(jié) 貴州電網(wǎng)電壓穩(wěn)定監(jiān)控系統(tǒng)

參考文獻2100433B

這里要首先明確的是:由于廣域信息傳遞存在延時、可靠性及安全性等局限，且現(xiàn)有主保護的正確動作率較高，廣域繼電保護與傳統(tǒng)主保護相比無明顯優(yōu)勢。因此，將廣域信息引入到后備保護更符合實際。廣域后備保護應(yīng)與傳統(tǒng)主/后備保護相協(xié)調(diào)，共同承擔(dān)電網(wǎng)“第一道防線”的職責(zé)。

廣域后備保護的核心思想在于通過電網(wǎng)中的多點同步測量信息，確定故障元件的具體位置，在相鄰保護之間通過簡單的時序配合來保證保護動作的正確性。目前的研究主要是基于主保護算法的拓展，將方向比較縱聯(lián)保護和電流差動保護原理引伸到廣域后備保護中，并結(jié)合智能算法提高信息的容錯性。廣域后備保護根據(jù)所基于的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，可分為區(qū)域集中式、變電站集中式、分布式3類。而由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同，相同的算法在實現(xiàn)過程中也有所差別。

廣域繼電保護系統(tǒng)廣域方向比較縱聯(lián)保護

以區(qū)域調(diào)度中心為后備保護系統(tǒng)中心，通過采集區(qū)域內(nèi)各變電站線路保護裝置的方向判別信息，構(gòu)建故障方向關(guān)聯(lián)矩陣，從而快速判斷出故障線路并做出動作決策。網(wǎng)絡(luò)仿真軟件(NS2)的仿真結(jié)果表明主站到子站的端對端通信時延為4.6 ms . 滿足廣域后備保護的通信要求。

采用變電站集中式結(jié)構(gòu)構(gòu)建廣}P后備保護系統(tǒng)，將母線和變壓器保護也納入系統(tǒng)中通過發(fā)電廠的主接線形式和方向元件位置形成關(guān)耳矩陣，結(jié)合故障方向信息確定具體的故障元件，多通過采集間接相關(guān)元件的信息保證算法的容錯性在電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，集中式結(jié)構(gòu)的廣域備保護都只需調(diào)整關(guān)聯(lián)矩陣對應(yīng)的行和列即可與乏適應(yīng)。

針對集中式結(jié)構(gòu)存在中心站單點失效風(fēng)險的I}題，提出基于分布式結(jié)構(gòu)的廣域后備保打系統(tǒng)。各斷路器和TA對應(yīng)的智能電子設(shè)備(IED)僅完成安裝點的信息采集和運算，而且自行完成古障定位和判斷。算法首先確定各IE D的最小和最尹保護區(qū)域，從而保證各IED只與其相關(guān)范圍內(nèi)的類他IED交互信息，并定義動作系數(shù)和關(guān)聯(lián)系數(shù)，再匯過相應(yīng)判據(jù)算出被保護對象是否存在故障。

廣域繼電保護系統(tǒng)廣域電流差動保護

采用基于分布式結(jié)構(gòu)的廣域電流差虧保護算法，提出一種基于圖論方法的專家系統(tǒng)，根薪設(shè)備狀態(tài)信息及拓撲結(jié)構(gòu)，在線確定各設(shè)備的主、備保護區(qū)。屬同一保護區(qū)內(nèi)的保護裝置相互通信巨可實現(xiàn)差動保護。并可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的變化，睡適應(yīng)調(diào)整保護區(qū)。 在此基礎(chǔ)上引入基于}i測和修正自愈策略的保護Agent承擔(dān)通信和協(xié)調(diào)再能。仿真結(jié)果證明其在電網(wǎng)連鎖故障發(fā)生時，比右統(tǒng)過流保護具有更佳的動作特性。

將基于Agent的后備保護系統(tǒng)建立拍傳統(tǒng)線路保護基礎(chǔ)上，采用常規(guī)保護動作信息與以流差動相結(jié)合的方法判別故障元件。在廣域后備移護由于通信故障退出時，可與傳統(tǒng)保護相協(xié)調(diào)實。后備保護功能。在此基礎(chǔ)上對廣域后備移護系統(tǒng)的Agent模型進行了具體分析，提出了在區(qū)絡(luò)阻塞、Agent故障、斷路器失靈等狀態(tài)下系統(tǒng)的維錯策略。并使用電力和通信同步仿真器EPOCHS對廣域后備保護系統(tǒng)進行仿真，該仿真器實現(xiàn)了區(qū)絡(luò)通信(NS2)和電磁暫態(tài)仿真(PSCAD)接口，提震了仿真結(jié)果的可信度。

廣域繼電保護系統(tǒng)廣域信息容錯性算法

在信息容錯性方而的研究是基于集件決策系統(tǒng)“知曉”何種信息錯誤的基礎(chǔ)上，缺乏對1F息本身正確與否的識別。針對次此問題纂出了基于遺傳算法的故障判別原理，通過構(gòu)造適F度函數(shù)進行選擇、交叉、變異等進化操作，求出最釗解。仿真結(jié)果表明在5/32的信息畸變率下保護書能做出正確判別。利用狀態(tài)估計辨識不嶸數(shù)據(jù)原理，采用遞歸量測誤差估計辨識法對不良婁據(jù)進行檢測和辨識，與前述算法相比，具有更高的價值。

廣域繼電保護系統(tǒng)研究的難點和建議

從保護系統(tǒng)基于的結(jié)構(gòu)模式看，區(qū)域集中式、變電站集中式和分布式結(jié)構(gòu)的廣域保護系統(tǒng)各有優(yōu)勢和缺陷。區(qū)域集中式和變電站集中式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的投資較小，集成的信息量更大，可以實現(xiàn)更多的保護功能，同時也存在對決策中心依賴程度高的缺陷。分布式結(jié)構(gòu)的保護系統(tǒng)通信量較少，不存在決策站單點失效的風(fēng)險，算法更簡單可靠，但也存在對IED性能要求較高，實用化困難的缺點。因此，如何根據(jù)電網(wǎng)的實際情況，選擇合適的結(jié)構(gòu)構(gòu)建系統(tǒng)仍有待研究。

從廣域后備保護系統(tǒng)基于的保護算法看，采用方向比較縱聯(lián)保護的最大優(yōu)點在于對GPS同步對時的要求不高，但如何解決邏輯量傳輸?shù)目煽啃约皞鹘y(tǒng)縱聯(lián)方向保護所而臨的問題還有待研究。例如:區(qū)內(nèi)(區(qū)外)單相接地故障轉(zhuǎn)區(qū)外(區(qū)內(nèi))異名相單相/兩相接地故障時，方向元件拒動;線路非全相運行，負/零序方向元件退出后，故障時保護拒動;環(huán)網(wǎng)中功率分點故障，線路兩側(cè)不同方向元件可能同判為正向，導(dǎo)致保護誤動等。采用廣域電流差動保護則可避免考慮上述問題。和前者相比，由于需要多個測量點的電流值而非邏輯值，其對GPS同步對時的要求很高。因此，多站信息的高精度同步問題，是廣域電流差動算法實用化的關(guān)鍵。

擺脫傳統(tǒng)保護算法的束縛，研究新的故障快速識別與隔離算法，彌補現(xiàn)有保護原理存在的缺陷，也是值得探索的方向。以兩端電壓/電流相量的同步測量值為基礎(chǔ)，構(gòu)建復(fù)合相量函數(shù)進行故障定位。該法與電流差動算法結(jié)合應(yīng)用，可在一定程度上彌補后者受線路分布電容電流影響較大的缺陷。