电网广域监测系统

《智能电网广域监测分析与控制技术研究》在内容定位上，突出技术先进性、前瞻性和实用性，全书共八章，主要内容包括：广域监测发展现状研究，电力系统分析控制原理，广域监测系统关键技术与数据处理，广域智能控制能保护技术，电力系统广域动态稳定控制，基于WAMS的电力系统检测技术以及基于WAMS电力系统的电压稳定性控制，最后列举几个电力系统实例。《智能电网广域监测分析与控制技术研究》知识体系结构严谨，极具参考借鉴性，便于读者在掌握理论知识的同时更好的将其应用于实践之中，希望能为我国电力系统的广域监测与控制贡献一分力量。

第一章 广域监测发展现状研究

第一节 广域监测系统的提出与发展现状

第二节 基于WAMS的电力系统动态监测研究现状

第三节 基于WAMS的高级应用功能研究现状

第二章 电力系统分析控制原理简介

第一节 电力系统数学模型简述

第二节 电力系统稳定性分析方法简述

第三节 自动控制理论简述

第三章 广域监测系统

第一节 广域监测系统框架及关键技术

第二节 广域信息监测测试系统简介

第三节 广域监测系统测量数据处理与性能分析

第四章 广域智能控制保护技术

第一节 广域智能控制保护系统概述

第二节 广域智能控制保护系统的信息交互技术

第三节 基于广域信息的快速后备保护技术

第四节 基于广域信息的快速自愈控制技术

第五章 电力系统广域动态稳定控制

第一节 概述

第二节 广域阻尼控制

第三节 关于电力系统低频振荡的研究

第六章 基于WAMS的电力系统监测技术

第一节 基于Prony算法的低频振荡在线监测

第二节 基于WAMS的电压稳定性在线监测

第七章 基于WAMS电力系统的电压稳定性控制

第一节 基于综合灵敏度分析的电压开环控制研究

第二节 基于广域信息的动态电压闭环控制研究

第八章 案例分析

第一节 韶关电网珠全片区广域智能控制保护系统

第二节 深圳某片区城市配网区域控制保护系统

第三节 贵州电网电压稳定监控系统

参考文献2100433B

这里要首先明确的是:由于广域信息传递存在延时、可靠性及安全性等局限，且现有主保护的正确动作率较高，广域继电保护与传统主保护相比无明显优势。因此，将广域信息引入到后备保护更符合实际。广域后备保护应与传统主/后备保护相协调，共同承担电网“第一道防线”的职责。

广域后备保护的核心思想在于通过电网中的多点同步测量信息，确定故障元件的具体位置，在相邻保护之间通过简单的时序配合来保证保护动作的正确性。目前的研究主要是基于主保护算法的拓展，将方向比较纵联保护和电流差动保护原理引伸到广域后备保护中，并结合智能算法提高信息的容错性。广域后备保护根据所基于的系统结构不同，可分为区域集中式、变电站集中式、分布式3类。而由于系统结构的不同，相同的算法在实现过程中也有所差别。

广域继电保护系统广域方向比较纵联保护

以区域调度中心为后备保护系统中心，通过采集区域内各变电站线路保护装置的方向判别信息，构建故障方向关联矩阵，从而快速判断出故障线路并做出动作决策。网络仿真软件(NS2)的仿真结果表明主站到子站的端对端通信时延为4.6 ms . 满足广域后备保护的通信要求。

采用变电站集中式结构构建广}P后备保护系统，将母线和变压器保护也纳入系统中通过发电厂的主接线形式和方向元件位置形成关耳矩阵，结合故障方向信息确定具体的故障元件，多通过采集间接相关元件的信息保证算法的容错性在电网拓扑结构发生变化时，集中式结构的广域备保护都只需调整关联矩阵对应的行和列即可与乏适应。

针对集中式结构存在中心站单点失效风险的I}题，提出基于分布式结构的广域后备保打系统。各断路器和TA对应的智能电子设备(IED)仅完成安装点的信息采集和运算，而且自行完成古障定位和判断。算法首先确定各IE D的最小和最尹保护区域，从而保证各IED只与其相关范围内的类他IED交互信息，并定义动作系数和关联系数，再汇过相应判据算出被保护对象是否存在故障。

广域继电保护系统广域电流差动保护

采用基于分布式结构的广域电流差亏保护算法，提出一种基于图论方法的专家系统，根薪设备状态信息及拓扑结构，在线确定各设备的主、备保护区。属同一保护区内的保护装置相互通信巨可实现差动保护。并可根据网络拓扑结构的变化，睡适应调整保护区。 在此基础上引入基于}i测和修正自愈策略的保护Agent承担通信和协调再能。仿真结果证明其在电网连锁故障发生时，比右统过流保护具有更佳的动作特性。

将基于Agent的后备保护系统建立拍传统线路保护基础上，采用常规保护动作信息与以流差动相结合的方法判别故障元件。在广域后备移护由于通信故障退出时，可与传统保护相协调实。后备保护功能。在此基础上对广域后备移护系统的Agent模型进行了具体分析，提出了在区络阻塞、Agent故障、断路器失灵等状态下系统的维错策略。并使用电力和通信同步仿真器EPOCHS对广域后备保护系统进行仿真，该仿真器实现了区络通信(NS2)和电磁暂态仿真(PSCAD)接口，提震了仿真结果的可信度。

广域继电保护系统广域信息容错性算法

在信息容错性方而的研究是基于集件决策系统“知晓”何种信息错误的基础上，缺乏对1F息本身正确与否的识别。针对次此问题纂出了基于遗传算法的故障判别原理，通过构造适F度函数进行选择、交叉、变异等进化操作，求出最钊解。仿真结果表明在5/32的信息畸变率下保护书能做出正确判别。利用状态估计辨识不嵘数据原理，采用递归量测误差估计辨识法对不良娄据进行检测和辨识，与前述算法相比，具有更高的价值。

广域继电保护系统研究的难点和建议

从保护系统基于的结构模式看，区域集中式、变电站集中式和分布式结构的广域保护系统各有优势和缺陷。区域集中式和变电站集中式结构系统的投资较小，集成的信息量更大，可以实现更多的保护功能，同时也存在对决策中心依赖程度高的缺陷。分布式结构的保护系统通信量较少，不存在决策站单点失效的风险，算法更简单可靠，但也存在对IED性能要求较高，实用化困难的缺点。因此，如何根据电网的实际情况，选择合适的结构构建系统仍有待研究。

从广域后备保护系统基于的保护算法看，采用方向比较纵联保护的最大优点在于对GPS同步对时的要求不高，但如何解决逻辑量传输的可靠性及传统纵联方向保护所而临的问题还有待研究。例如:区内(区外)单相接地故障转区外(区内)异名相单相/两相接地故障时，方向元件拒动;线路非全相运行，负/零序方向元件退出后，故障时保护拒动;环网中功率分点故障，线路两侧不同方向元件可能同判为正向，导致保护误动等。采用广域电流差动保护则可避免考虑上述问题。和前者相比，由于需要多个测量点的电流值而非逻辑值，其对GPS同步对时的要求很高。因此，多站信息的高精度同步问题，是广域电流差动算法实用化的关键。

摆脱传统保护算法的束缚，研究新的故障快速识别与隔离算法，弥补现有保护原理存在的缺陷，也是值得探索的方向。以两端电压/电流相量的同步测量值为基础，构建复合相量函数进行故障定位。该法与电流差动算法结合应用，可在一定程度上弥补后者受线路分布电容电流影响较大的缺陷。