广域测量系统信息时延建模与时延补偿方法研究

摘要

互联电网区间的低频振荡问题严重威胁着电网的安全稳定运行。基于同步相量的广域测量系统(WAMS)能够获得电力系统多个节点实时准确的同步测量信号，为构建广域控制器，抑制区间低频振荡带来了契机。但广域测量系统的信息时延是广域控制器设计时不可忽略的因素，研究广域测量系统信息时延的建模及补偿方法对于解决时延问题具有重要意义。
　　本文根据广域测量系统的结构，对时延的组成部分进行了介绍，根据时延随机性的特点，提出了基于概率模型的广域测量系统信息时延建模方法。在浙江电网广域测量系统实际运行条件下，对WAMS信息时延进行了大量测试，得到了WAMS信息时延的统计特性。基于测得的浙江电网WAMS时延数据，采用概率模型对信息时延进行了建模，结果表明，对于不同时段，不同同步测量单元(PMU)子站，莱斯分布均能较好地反映WAMS信息时延的概率分布特点。
　　在时延补偿方面，本文首先介绍了基于预测补偿的广域控制系统结构;针对广域控制系统输入信号（例如角速度、功角）可采用衰减三角函数的线性组合准确近似的特点，提出了基于Prony算法的广域量测信号预测补偿算法，引入巴特沃斯低通滤波器对预测补偿算法改进以解决噪声问题，并通过对Prony模型参数的修正解决滤波器引入的相移。针对四机二区域的仿真信号和浙江电网PMU实测数据验证了算法对量测信号的拟合预测的有效性，并采用RTDS、功率放大器、PMU、广域阻尼控制器构成的硬件闭环仿真系统测试算法的实时性和准确性，结果表明:本文的算法能够对广域阻尼控制器的时延进行补偿，提高阻尼控制效果。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 广域测量系统及其应用研究综述

1．2．1 广域测量系统简介

1．2．2 广域测量系统在电力系统中的应用

1．2．3 基于WAMS的电力系统低频振荡阻尼控制

1．3 广域测量系统时延研究现状综述

1．3．1 广域测量系统时廷特性

1．3．2 电力系统时延稳定性分析

1．3．3 时廷补偿及控制研究

1．4 本文的工作与章节安排

1．4．1 主要创新点

1．4．2 论文的章节安排

第2章 广域测量系统信息时延特性分析及建模研究

2．1 引言

2．2 广域测量系统信息时延构成及介绍

2．3 基于概率模型的WAMS时延建模方法

2．3．1 概率分布模型

2．3．2 测量数据预处理

2．3．3 最大似然法拟合概率分布

2．3．4 WAMS时延概率密度分布函数的选择

2．4 浙江电网WAMS时延测量分析及概率建模

2．4．1 数据采集时延分析及测量

2．4．2 WAMS信息时延分析及概率建模

2．5 本章小结

第3章 广域测量系统信息时延补偿方法研究

3．1 引言

3．2 基于预测补偿的广域控制系统典型结构

3．3 基于Prony算法的广域量测信号时延补偿方法

3．3．1 Prony算法

3．3．2 Prony预测补偿算法

3．3．3 改进Prony预测补偿算法

3．3．4 算法时间复杂度分析

3．4 量测信号预测补偿效果分析

3．4．1 预测补偿效果评价指标

3．4．2 四机二区域系统仿真验证

3．4．3 浙江电网WAMS实测数据验证

3．5 基于RTDS的硬件闭环时延补偿效果验证

3．5．1 广域阻尼控制效果评价指标

3．5．2 基于RTDS的硬件闭环时廷补偿方案

3．5．3 RTDS的硬件闭环方案测试结果

3．6 本章小结

第4章 总结与展望

4．1 研究工作总结

4．2 后续工作展望

参考文献

作者简历