智能站时间同步方式对广域阻尼控制系统时滞影响研究

摘要

目前，我国电网已步入“西电东送、南北互济、全国联网”时代。基于同步相量测量单元(PMU)的广域控制系统，已成为大电网动态监控的关键技术手段。时间同步，既是PMU同步量测的本质需求，也是保证广域闭环控制系统稳定性的关键因素。论文搭建了1588硬件时钟性能测试平台并设计了测试方案，测试了智能变电站时间同步系统的特性。根据上述特性，以广域阻尼控制系统为例，进一步就时间同步方式对广域阻尼控制影响展开了理论推导和仿真分析。搭建了通用广域控制与保护硬件平台，进行了更深入的在环实验研究。
　　针对1588应用中抗网络风暴差和一致性差的问题，通过分析两个版本1588标准的同步机理、特性及同步精度的影响因素，搭建了1588硬件时钟性能测试平台。提出了在网络风暴下更贴近实际工程的测试方法，并指出了完善国内1588标准的必要性。
　　针对1588时间同步方式对广域阻尼控制系统时滞的影响，基于所实现的广域阻尼控制器，通过理论推导和仿真分析，指出正常的同步偏差几乎不会影响广域阻尼控制效果;若同步偏差因网络攻击而被放大至一定程度后，控制器稳态时会误动，动态时控制器会失效。
　　搭建了通用广域控制与保护硬件平台。提出了针对主站数据流的“先控制后入库”应用策略，提升了闭环控制的实时性，同时实现了广域阻尼闭环控制。开展了硬件闭环测试，验证了1588同步方式对广域阻尼控制系统的影响:正常的同步偏差几乎不会影响广域阻尼硬件闭环控制效果;对于一致性不佳的1588设备，主站会闭锁控制失效;被放大的同步偏差引起控制器失效。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 1588同步在电力系统应用及测试技术研究综述

1．2．2 时间同步方式对广域阻尼控制的影响研究综述

1．3 论文的主要研究内容

第2章 智能变电站时间同步特性研究

2．1 IEEE 1588精确时间同步标准

2．1．1 同步方式、报文及导则

2．1．2 IEEE 1588同步机理

2．2 IEEE 1588同步精度影响因素分析

2．3 1588时间同步性能测试

2．3．1 1588时钟直连同步性能测试

2．3．2 1588时钟经交换机同步性能测试

2．3．3 网络风暴下同步性能测试

2．3．4 1588设备一致性测试

2．4 本章小结

第3章 时间同步对WADC系统时滞影响离线分析

3．1 广域阻尼控制器的实现

3．1．1 电力系统的振荡模式分析

3．1．2 WPSS选址和广域反馈信号选择

3．1．3 基于留数相位补偿的WPSS设计

3．2 广域阻尼控制系统的时滞受时间同步影响机理分析

3．2．1 广域阻尼控制的时间同步环节

3．2．2 影响机理分析

3．3 广域阻尼控制器受同步影响仿真分析

3．3．1 网络风暴下1588同步对WPSS的影响仿真分析

3．3．2 1588同步系统的安全性对WPSS影响仿真分析

3．4 本章小结

第4章 时间同步对WADC时滞影响硬件在环实验

4．1 基于RTDS的通用广域控制与保护实验平台概述

4．2 基于WAMS的低频振荡闭环控制

4．2．1 广域控制主站的实现

4．2．2 广域电力系统稳定器WPSS的实现

4．2．3 广域阻尼闭环控制效果验证

4．3 时间同步方式对WPSS时滞影响在环实验

4．3．1 网络风暴下1588同步系统对闭环WPSS的影响

4．3．2 1588设备的一致性不佳对闭环WPSS的影响

4．3．3 1588同步系统的安全性对闭环WPSS的影响

4．4 本章小结

5．1 全文总结

5．2 下一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢