電力系統(tǒng)廣域測量與控制應用技術(shù)

目錄
前言
第0章 緒言1
0.1 電力系統(tǒng)測量與監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程1
0.2 電力系統(tǒng)廣域測量與控制的新問題和新挑戰(zhàn)5
0.3 同步相量測量與控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展動態(tài)7
0.3.1 廣域測量數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)7
0.3.2 基于同步相量測量的次同步振蕩辨識9
0.3.3 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)的時延處理及工程應用10
0.4 本書的章節(jié)導讀12
**部分 廣域同步測量數(shù)據(jù)的壓縮
第1章 基于小波變換的廣域測量振蕩信號數(shù)據(jù)壓縮方法19
1.1 基于小波變換的通用數(shù)據(jù)壓縮方法20
1.1.1 基于小波變換的數(shù)據(jù)壓縮20
1.1.2 *佳小波基和分解層數(shù)的選擇22
1.2 振蕩頻率與*佳小波基和分解層數(shù)之間的關(guān)系24
1.2.1 實測低頻振蕩信號的數(shù)據(jù)壓縮24
1.2.2 實測次同步振蕩信號的數(shù)據(jù)壓縮27
1.2.3 模擬振蕩信號的數(shù)據(jù)壓縮28
1.2.4 分段線性模型30
1.3 算法對比及分析32
1.3.1 基于分段線性模型的數(shù)據(jù)壓縮算法32
1.3.2 固定小波基和分解層數(shù)的數(shù)據(jù)壓縮方法33
1.3.3 ESDC方法35
第2章 適于廣域測量數(shù)據(jù)的實時壓縮及改進數(shù)據(jù)幀技術(shù)37
2.1 過濾壓縮和旋轉(zhuǎn)門壓縮37
2.1.1 過濾壓縮算法37
2.1.2 旋轉(zhuǎn)門壓縮算法38
2.1.3 壓縮算法的評價方法39
2.2 實時數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)重建40
2.2.1 ESDC實時數(shù)據(jù)壓縮算法40
2.2.2 數(shù)據(jù)重建方法43
2.2.3 壓縮算法的參數(shù)選擇44
2.3 適于傳輸壓縮數(shù)據(jù)的改進數(shù)據(jù)幀格式45
2.4 貴州電網(wǎng)WAMS數(shù)據(jù)壓縮的測試實例47
2.4.1 低頻振蕩數(shù)據(jù)的壓縮50
2.4.2 與其他壓縮算法的對比分析51
2.4.3 對相量數(shù)據(jù)的壓縮處理55
2.4.4 數(shù)據(jù)重建56
2.4.5 壓縮數(shù)據(jù)包的大小59
第3章 基于動態(tài)軌跡插值的同步相量實時數(shù)據(jù)壓縮61
3.1 同步相量的特征和軌跡62
3.1.1 電力系統(tǒng)的動態(tài)模型及其動態(tài)同步相量62
3.1.2 同步相量的雙向旋轉(zhuǎn)特性和橢圓軌跡63
3.2 同步相量橢圓軌跡擬合方程的快速求解方法66
3.3 基于內(nèi)插值和外插值的同步相量實時數(shù)據(jù)壓縮與重建68
3.3.1 實時同步相量數(shù)據(jù)壓縮（RSDC）68
3.3.2 實時數(shù)據(jù)壓縮的同步誤差控制機制71
3.3.3 實時同步相量數(shù)據(jù)壓縮的流程73
3.4 驗證74
3.4.1 兩相間短路事件中的RSDC75
3.4.2 次同步振蕩中的RSDC80
3.4.3 RSDC對合成數(shù)據(jù)的動態(tài)特性83
3.4.4 驗證結(jié)論85
第4章 基于迭代相量主成分分析的同步相量數(shù)據(jù)壓縮86
4.1 相量主成分分析(PPCA)87
4.1.1 相量主成分分析的基本思想87
4.1.2 相量主成分分析的算法流程89
4.2 相量主成分分量的迭代選擇方法93
4.2.1 傳統(tǒng)的主成分分量選擇方法94
4.2.2 相量主成分分量的迭代選擇過程95
4.3 實際應用中的相量主成分分析迭代計算過程97
4.4 基于實測同步相量的仿真驗證100
4.4.1 三相對稱的低頻振蕩場景101
4.4.2 三相不對稱的兩相間短路場景107
4.4.3 驗證結(jié)論112
第二部分 基于同步相量的電力系統(tǒng)次同步振蕩參數(shù)辨識
第5章 基于同步相量的電力系統(tǒng)次同步振蕩參數(shù)辨識115
5.1 同步相量數(shù)據(jù)對次同步振蕩辨識的適用性分析117
5.1.1 同步相量采樣率的影響118
5.1.2 同步相量計算對次同步振蕩頻率辨識的影響119
5.1.3 同步相量計算對次同步振蕩幅值辨識的影響123
5.2 基于同步相量量測的次同步振蕩參數(shù)辨識方法125
5.2.1 次同步振蕩參數(shù)辨識方法的基本思路125
5.2.2 次同步振蕩參數(shù)辨識方法的流程126
5.2.3 數(shù)值仿真驗證127
5.3 實際電網(wǎng)中的次同步振蕩參數(shù)辨識128
5.3.1 次同步振蕩事件I128
5.3.2 次同步振蕩事件II132
5.3.3 對比驗證小結(jié)134
第6章 基于同步相量復頻譜的次/超同步振蕩參數(shù)辨識136
6.1 同步相量的基波分量和次/超同步分量及其頻譜特性137
6.1.1 次同步振蕩模型及其同步相量137
6.1.2 同步相量的基波分量和次/超同步分量及其耦合特性139
6.1.3 同步相量序列的DFT頻譜分析141
6.2 基于插值DFT算法的次/超同步分量參數(shù)辨識142
6.2.1 次/超同步分量的辨識143
6.2.2 基波分量的辨識146
6.2.3 算法流程和特性150
6.3 驗證152
6.3.1 驗證一：合成信號的同步相量152
6.3.2 驗證二：基于次同步振蕩仿真的模擬PMU數(shù)據(jù)157
第7章 基于同步相量軌跡擬合的次/超同步振蕩參數(shù)實時辨識161
7.1 次/超同步振蕩下的同步相量軌跡特征162
7.2 基于同步相量軌跡擬合的次/超同步振蕩參數(shù)辨識算法165
7.2.1 同步相量軌跡擬合方程組構(gòu)建165
7.2.2 各分量的頻率、幅值和相位計算168
7.3 模擬PMU數(shù)據(jù)的驗證和特性分析169
7.4 仿真PMU數(shù)據(jù)的驗證174
7.4.1 場景一：振蕩參數(shù)由恒定到快速變化的場景175
7.4.2 場景二：振蕩參數(shù)快速變化的場景177
第三部分 時延處理及工程應用
第8章 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)中的時延測量及精細建模183
8.1 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)中的時延183
8.1.1 閉環(huán)時延的產(chǎn)生183
8.1.2 針對測量時延的進一步討論184
8.1.3 硬實時任務與軟實時任務中的時延185
8.2 通信時延186
8.2.1 通信時延的線性估計模型186
8.2.2 通信時延的測量187
8.2.3 通信時延的實測結(jié)果188
8.3 操作時延190
8.3.1 RTDS硬件在環(huán)測試平臺191
8.3.2 操作時延的波形對比測量法192
8.3.3 操作時延的實測結(jié)果及分析194
8.4 閉環(huán)時延195
8.4.1 實際系統(tǒng)中閉環(huán)時延的正態(tài)分布估計模型196
8.4.2 實際電力系統(tǒng)中的WACS閉環(huán)時延的時標差測量法197
8.5 貴州電網(wǎng)WACS閉環(huán)時延的實測結(jié)果199
8.5.1 2-Mbps專用通道測試結(jié)果199
8.5.2 SPDnet非專用通道測試結(jié)果201
8.5.3 閉環(huán)時延的估計203
第9章 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)時延的數(shù)字仿真方法205
9.1 時延及異常網(wǎng)絡狀態(tài)的模擬方法206
9.1.1 WAMS時延的仿真原理206
9.1.2 軟實時與硬實時任務的時延仿真208
9.1.3 異常網(wǎng)絡狀態(tài)的模擬208
9.2 時延仿真的實現(xiàn)流程209
9.2.1 基本流程209
9.2.2 小步長子流程210
9.2.3 大步長子流程211
9.3 算例系統(tǒng)及實測時延數(shù)據(jù)212
9.4 仿真結(jié)果及分析213
第10章 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)時延的分層預測補償217
10.1 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)217
10.2 異常網(wǎng)絡狀態(tài)的補償218
10.3 閉環(huán)時延的分層預測補償219
10.3.1 簡化的廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)219
10.3.2 分層預測補償方法221
10.3.3 增量自回歸預測方法222
10.4 分層預測時延補償方法的特性研究224
10.4.1 理想時延補償?shù)奶匦?24
10.4.2 分段時延補償?shù)奶匦?24
10.4.3 分層預測時延補償?shù)奶匦?27
10.5 四機系統(tǒng)RTDS數(shù)值仿真測試229
10.5.1 2-Mbps專用通道條件下的實測閉環(huán)時延的補償測試231
10.5.2 SPDnet非專用通道條件下的實測閉環(huán)時延的補償測試234
10.5.3 正態(tài)分布閉環(huán)時延的補償測試235
10.6 貴州電網(wǎng)實際WPSS的時延補償測試237
10.6.1 RTDS硬件在環(huán)仿真中的時延補償測試237
10.6.2 在實際電網(wǎng)中的時延補償測試243
第11章 基于廣域測量信息的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器應用實例245
11.1 貴州電網(wǎng)WPSS閉環(huán)控制系統(tǒng)245
11.1.1 貴州電網(wǎng)WPSS系統(tǒng)的架構(gòu)245
11.1.2 WPSS控制器的設(shè)計247
11.2 貴州電網(wǎng)WPSS系統(tǒng)的實現(xiàn)248
11.2.1 實時操作系統(tǒng)和UDP協(xié)議248
11.2.2 控制下行規(guī)約248
11.2.3 NCU在電廠的安裝249
11.2.4 WPSS的投運條件250
11.3 貴州電網(wǎng)WPSS系統(tǒng)的RTDS硬件在環(huán)仿真試驗平臺253
11.4 貴州電網(wǎng)WPSS系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗255
11.4.1 試驗系統(tǒng)概況255
11.4.2 機端電壓階躍試驗256
11.4.3 拉合思林線II回試驗258
參考文獻262