電力系統(tǒng)廣域測(cè)量與控制應(yīng)用技術(shù)

目錄
前言
第0章 緒言1
0.1 電力系統(tǒng)測(cè)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(cè)量與控制的新問題和新挑戰(zhàn)5
0.3 同步相量測(cè)量與控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)7
0.3.1 廣域測(cè)量數(shù)據(jù)的壓縮技術(shù)7
0.3.2 基于同步相量測(cè)量的次同步振蕩辨識(shí)9
0.3.3 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)的時(shí)延處理及工程應(yīng)用10
0.4 本書的章節(jié)導(dǎo)讀12
**部分 廣域同步測(cè)量數(shù)據(jù)的壓縮
第1章 基于小波變換的廣域測(cè)量振蕩信號(hào)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(shí)測(cè)低頻振蕩信號(hào)的數(shù)據(jù)壓縮24
1.2.2 實(shí)測(cè)次同步振蕩信號(hào)的數(shù)據(jù)壓縮27
1.2.3 模擬振蕩信號(hào)的數(shù)據(jù)壓縮28
1.2.4 分段線性模型30
1.3 算法對(duì)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(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)壓縮及改進(jìn)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(píng)價(jià)方法39
2.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)重建40
2.2.1 ESDC實(shí)時(shí)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(jìn)數(shù)據(jù)幀格式45
2.4 貴州電網(wǎng)WAMS數(shù)據(jù)壓縮的測(cè)試實(shí)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(duì)比分析51
2.4.3 對(duì)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(dòng)態(tài)軌跡插值的同步相量實(shí)時(shí)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(dòng)態(tài)模型及其動(dòng)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮與重建68
3.3.1 實(shí)時(shí)同步相量數(shù)據(jù)壓縮（RSDC）68
3.3.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮的同步誤差控制機(jī)制71
3.3.3 實(shí)時(shí)同步相量數(shù)據(jù)壓縮的流程73
3.4 驗(yàn)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(duì)合成數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)特性83
3.4.4 驗(yàn)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(shí)際應(yīng)用中的相量主成分分析迭代計(jì)算過程97
4.4 基于實(shí)測(cè)同步相量的仿真驗(yàn)證100
4.4.1 三相對(duì)稱的低頻振蕩場(chǎng)景101
4.4.2 三相不對(duì)稱的兩相間短路場(chǎng)景107
4.4.3 驗(yàn)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(shí)
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(shí)115
5.1 同步相量數(shù)據(jù)對(duì)次同步振蕩辨識(shí)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(jì)算對(duì)次同步振蕩頻率辨識(shí)的影響119
5.1.3 同步相量計(jì)算對(duì)次同步振蕩幅值辨識(shí)的影響123
5.2 基于同步相量量測(cè)的次同步振蕩參數(shù)辨識(shí)方法125
5.2.1 次同步振蕩參數(shù)辨識(shí)方法的基本思路125
5.2.2 次同步振蕩參數(shù)辨識(shí)方法的流程126
5.2.3 數(shù)值仿真驗(yàn)證127
5.3 實(shí)際電網(wǎng)中的次同步振蕩參數(shù)辨識(shí)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(duì)比驗(yàn)證小結(jié)134
第6章 基于同步相量復(fù)頻譜的次/超同步振蕩參數(shù)辨識(shí)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(shí)142
6.2.1 次/超同步分量的辨識(shí)143
6.2.2 基波分量的辨識(shí)146
6.2.3 算法流程和特性150
6.3 驗(yàn)證152
6.3.1 驗(yàn)證一：合成信號(hào)的同步相量152
6.3.2 驗(yàn)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(shí)時(shí)辨識(shí)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(shí)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(jì)算168
7.3 模擬PMU數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和特性分析169
7.4 仿真PMU數(shù)據(jù)的驗(yàn)證174
7.4.1 場(chǎng)景一：振蕩參數(shù)由恒定到快速變化的場(chǎng)景175
7.4.2 場(chǎng)景二：振蕩參數(shù)快速變化的場(chǎng)景177
第三部分 時(shí)延處理及工程應(yīng)用
第8章 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)中的時(shí)延測(cè)量及精細(xì)建模183
8.1 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)中的時(shí)延183
8.1.1 閉環(huán)時(shí)延的產(chǎn)生183
8.1.2 針對(duì)測(cè)量時(shí)延的進(jìn)一步討論184
8.1.3 硬實(shí)時(shí)任務(wù)與軟實(shí)時(shí)任務(wù)中的時(shí)延185
8.2 通信時(shí)延186
8.2.1 通信時(shí)延的線性估計(jì)模型186
8.2.2 通信時(shí)延的測(cè)量187
8.2.3 通信時(shí)延的實(shí)測(cè)結(jié)果188
8.3 操作時(shí)延190
8.3.1 RTDS硬件在環(huán)測(cè)試平臺(tái)191
8.3.2 操作時(shí)延的波形對(duì)比測(cè)量法192
8.3.3 操作時(shí)延的實(shí)測(cè)結(jié)果及分析194
8.4 閉環(huán)時(shí)延195
8.4.1 實(shí)際系統(tǒng)中閉環(huán)時(shí)延的正態(tài)分布估計(jì)模型196
8.4.2 實(shí)際電力系統(tǒng)中的WACS閉環(huán)時(shí)延的時(shí)標(biāo)差測(cè)量法197
8.5 貴州電網(wǎng)WACS閉環(huán)時(shí)延的實(shí)測(cè)結(jié)果199
8.5.1 2-Mbps專用通道測(cè)試結(jié)果199
8.5.2 SPDnet非專用通道測(cè)試結(jié)果201
8.5.3 閉環(huán)時(shí)延的估計(jì)203
第9章 廣域閉環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)延的數(shù)字仿真方法205
9.1 時(shí)延及異常網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的模擬方法206
9.1.1 WAMS時(shí)延的仿真原理206
9.1.2 軟實(shí)時(shí)與硬實(shí)時(shí)任務(wù)的時(shí)延仿真208
9.1.3 異常網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的模擬208
9.2 時(shí)延仿真的實(shí)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(shí)測(cè)時(shí)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(shí)延的分層預(yù)測(cè)補(bǔ)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(luò)狀態(tài)的補(bǔ)償218
10.3 閉環(huán)時(shí)延的分層預(yù)測(cè)補(bǔ)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(yù)測(cè)補(bǔ)償方法221
10.3.3 增量自回歸預(yù)測(cè)方法222
10.4 分層預(yù)測(cè)時(shí)延補(bǔ)償方法的特性研究224
10.4.1 理想時(shí)延補(bǔ)償?shù)奶匦?24
10.4.2 分段時(shí)延補(bǔ)償?shù)奶匦?24
10.4.3 分層預(yù)測(cè)時(shí)延補(bǔ)償?shù)奶匦?27
10.5 四機(jī)系統(tǒng)RTDS數(shù)值仿真測(cè)試229
10.5.1 2-Mbps專用通道條件下的實(shí)測(cè)閉環(huán)時(shí)延的補(bǔ)償測(cè)試231
10.5.2 SPDnet非專用通道條件下的實(shí)測(cè)閉環(huán)時(shí)延的補(bǔ)償測(cè)試234
10.5.3 正態(tài)分布閉環(huán)時(shí)延的補(bǔ)償測(cè)試235
10.6 貴州電網(wǎng)實(shí)際WPSS的時(shí)延補(bǔ)償測(cè)試237
10.6.1 RTDS硬件在環(huán)仿真中的時(shí)延補(bǔ)償測(cè)試237
10.6.2 在實(shí)際電網(wǎng)中的時(shí)延補(bǔ)償測(cè)試243
第11章 基于廣域測(cè)量信息的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器應(yīng)用實(shí)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(jì)247
11.2 貴州電網(wǎng)WPSS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)248
11.2.1 實(shí)時(shí)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(yùn)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(yàn)平臺(tái)253
11.4 貴州電網(wǎng)WPSS系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)255
11.4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)概況255
11.4.2 機(jī)端電壓階躍試驗(yàn)256
11.4.3 拉合思林線II回試驗(yàn)258
參考文獻(xiàn)262