您现在的位置:融合网首页 > 芯片 > 技术 >

基于GPS的功角测量及同步相量在电力系统中的应用研究

来源:武汉大学 作者:龙厚军 胡志坚 陈允平 责任编辑:admin 发表时间:2018-11-07 11:45 
核心提示:针对GPS技术在电力系统中的广泛应用,系统介绍了现有的发电机功角直接和间接测量方法,并分析了其优缺点;具体论述了基于GPS同步测量的同步相量在电力系统状态估计,稳定控制,失步预测保护等方面的国内外应用发展情况。并指出基于同步相量的区域稳定控制理

针对GPS技术在电力系统中的广泛应用,系统介绍了现有的发电机功角直接和间接测量方法,并分析了其优缺点;具体论述了基于GPS同步测量的同步相量在电力系统状态估计,稳定控制,失步预测保护等方面的国内外应用发展情况。并指出基于同步相量的区域稳定控制理论还待进一步研究和突破。

0、引言

从60年代美国开始进行空中定位研究,1974年基于GPS概念的全球定位系统开始正式研制,1985 85年进入民用领域,1993年此系统正式建成。90年代以来基于全球同步卫星定位系统(GPS)的高精度定时技术逐步被引入电力系统。利用其时间误差小于1μs,对于50Hz的工频信号其相位误差不超过0.018°的高精度时钟从而实现对电网运行数据的实时同步采集,并可在此基础上得到电压电流相量和发电机功角这反映系统运行状态的重要参数。

电力系统中功角稳定性,电压稳定性、频率动态变化及其稳定性皆不是各自孤立的现象,而是相互诱发相互关联的统一物理现象的不同侧面,其间的关联又受到网络结构和运行状态的影响。这其中母线电压相量及发电机功角状况是系统运行的主要状态变量,是系统能否稳定运行的标志,如果它能被直接测量,不仅能用于调度中心的集中监视和控制,而且能用于分散的就地监视和控制,提高状态估计的可靠性,更有可能完全实现电力系统的实时自动控制,解决系统的稳定问题。因此实时测量发电机的功角和母线电压相量,将是电力系统稳定监视和控制的关键基础。

通过基于GPS实时相量测量,可以实时得到电网的状态量,即可以得到实际系统精确模型的历史数据和当前轨迹。由于相角涉及到电力系统的监视、控制和保护等诸多领域,而实时相量测量的实现,将推动电力系统的监视、控制和保护等新方法和理论的发展,为电力系统的稳定控制和保护开辟一个新的领域。

1、功角测量

1.1 功角及功角测量

功角表示发电机内电势和端电压之间的相位差,即表征系统的电磁关系,还表明了各发电机转子之间的相对空间位置,而这恰好是判断各发电机之间是否同步运行的依据。

由于发电机的不同步运行或者系统振荡,会危及发电机及变压器甚至整个系统的安全,振荡电流的持续出现,将使大型汽轮发电机定子过热、端部遭受机械损伤,使大轴扭伤,缩短运行寿命。从电力系统安全稳定的客观要求出发,发电机失步及失步预测保护十分必要。所以发电机转子角度的获得方法一度是许多学者积极探索的课题。

1.2 现有的功角测量方法

1.2.1 间接测量法

间接测量就是通过已知的参数,计算功角。   

传统的做法是若已知横轴同步电抗Xd(隐极机) 或Xq(凸极机),在测取电压、电流及相应的φ角后,根据相应的矢量图可算得功角[1]。

相似的,若已知Xd、Xq、X′d、X′q和X″q则可分别得到稳态、暂态以及次暂态状况下的δ角。

用该方法获得δ角,必须满足以下两个条件:首先要求确定上述参数,并且这些参数要求非常准确;其次,在电力系统发生故障时和故障后,在具体的某一时刻应确定采用哪些参数(同步电抗、暂态电抗或次暂态电抗)、哪一种发电机等值模型进行计算,而实际上,这难以确定;该方法在稳态过程具有良好的测量精度,测量误差小于1°,而在暂态过程中,采用暂态电抗或次暂态电抗计算出来的功角有一定的误差,即使采用诸如FFT之类的信号处理手段也无法解决这一问题。而且测量计算时间太长,不适合实时稳控系统的实时测量。

文献[2]提出利用基于GPS同步时钟的相量测量装置PMU来获得系统中各主要站点的功角。Phadke博士开发的相角测量装置,其测量原理是对三相电力线上的波形每个周期采样12次,然后以递推FFT提取出基波分量,最后用对称法将三相组合起来产生正序相量,对应国际标准时间UTC产生一个绝对的相角。文献[3]也是通过分析机端电压的零序谐波分量来测量同步电机的转子角。(责任编辑:admin)

  • “扫一扫”关注融合网微信号

免责声明:我方仅为合法的第三方企业注册用户所发布的内容提供存储空间,融合网不对其发布的内容提供任何形式的保证:不保证内容满足您的要求,不保证融合网的服务不会中断。因网络状况、通讯线路、第三方网站或管理部门的要求等任何原因而导致您不能正常使用融合网,融合网不承担任何法律责任。

第三方企业注册用户在融合网发布的内容(包含但不限于融合网目前各产品功能里的内容)仅表明其第三方企业注册用户的立场和观点,并不代表融合网的立场或观点。相关各方及作者发布此信息的目的在于传播、分享更多信息,并不代表本网站的观点和立场,更与本站立场无关。相关各方及作者在我方平台上发表、发布的所有资料、言论等仅代表其作者个人观点,与本网站立场无关,不对您构成任何投资、交易等方面的建议。用户应基于自己的独立判断,自行决定并承担相应风险。

根据相关协议内容,第三方企业注册用户已知悉自身作为内容的发布者,需自行对所发表内容(如,字体、图片、文章内容等)负责,因所发表内容(如,字体、图片、文章内容等)等所引发的一切纠纷均由该内容的发布者(即,第三方企业注册用户)承担全部法律及连带责任。融合网不承担任何法律及连带责任。

第三方企业注册用户在融合网相关栏目上所发布的涉嫌侵犯他人知识产权或其他合法权益的内容(如,字体、图片、文章内容等),经相关版权方、权利方等提供初步证据,融合网有权先行予以删除,并保留移交司法机关查处的权利。参照相应司法机关的查处结果,融合网对于第三方企业用户所发布内容的处置具有最终决定权。

个人或单位如认为第三方企业注册用户在融合网上发布的内容(如,字体、图片、文章内容等)存在侵犯自身合法权益的,应准备好具有法律效应的证明材料,及时与融合网取得联系,以便融合网及时协调第三方企业注册用户并迅速做出相应处理工作。

融合网联系方式:(一)、电话:(010)57722280;(二)、电子邮箱:2029555353@qq.com dwrh@dwrh.net

对免责声明的解释、修改及更新权均属于融合网所有。

热门关键字

关于我们 - 融合文化 - 媒体报道 - 在线咨询 - 网站地图 - TAG标签 - 联系我们
Copyright © 2010-2020 融合网|DWRH.net 版权所有 联系邮箱:dwrh@dwrh.net 京公网安备 11011202002094号 京ICP备11014553号