电力系统动态监视下的可视化研究

摘要

同步相量技术的迅速发展和广泛应用,使得在全局层次上监视和控制电力系统动态过程成为可能.同步相量测量单元、SCADA和EMS将组成新的体系--(WAMS|SCADA)/EMS.在监视、电网应用计算和控制三个领域,必须对EMS进行新的改进.本论文探讨了在新体系下,电力系统动态监视可视化的有关理论和技术.为了建立更适应新体系下的电力系统动态监视方案,首先依据信息论和人机工效学分析了电力系统动态监视中的信息流动.分析了现有的EMS监视中的调度员大脑中的信息分析模型,针对监视过程中不合理的地方进行了相关的改进,提出了改进后的调度员信息分析模型.为了实现改进后的分析模型,建立了电力系统信息可视化新框架,该框架由两部分组成:二维空间下的电力系统信息显示和三维空间下的电力系统信息显示.针对三维空间信息显示,提出了各种分配方案综合评估比较的方法.电压是电网监视的重点.介绍了国外对电压可视化监视中所做的工作,特别是全网电压等值线动态着色.针对新体系下,数据量大的特点,必须对电压信息进行集中比较可视化处理.提出了在三维空间下对全网节点上的电压幅值进行集中比较监视.调度员可以根据电压三维曲面的几何特性,掌握全网的电压状况.电力系统中最重要的动态特性当属发电机的动态特性,所以有必要对发电机进行动态监视.现代电力系统规模大,电网结构和特殊运行状况会导致系统内存在区域间振荡现象.区域间振荡现象将限制联络线的功率交换,并影响系统运行的运行安全.在新体系下,PMU同步高速采集发电机的角量,在控制中心对采集的角速度偏差序列进行离散傅立叶变换,确定占主导地位的区域间低频振荡模式.确定该低频振荡模式下相关的发电机组集合,根据该频谱下的相角确定机组的同调性.通过三维空间下的可视化监视,可以监视到区域间低频振荡以及振荡的变化趋势.

目录

文摘

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1绪 论

1.1引言

1.2国内外的研究现状

1.3本文所做的工作及章节安排

2动态监视的理论和技术基础

2.1信息学的有关原理

2.2人机工效学

2.3人的信息传递理论

2.4 EMS监视部分的分析和建模

2.5电力系统信息可视化新框架

2.6电力系统信息三维空间可视化

2.7小结

3电压动态监视

3.1电压监视的现状及分析

3.2电压监视的可视化尝试

3.3电压三维空间集中比较模型

3.4电压集中监视模型的仿真验证

3.5小结

4发电机角量动态监视

4.1同步发电机的机电特性

4.2大电网的区域间振荡

4.3互联电网发电机组动态监视

4.4小结

5全文总结

致 谢

参考文献

附录1攻读学位期间所发表论文目录

附录2