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1 第 29 卷 第 11 期 电 网 技 术 Vol. 29 No 年 6 月 Power System Technology Jun 文 章 编 号 : (2005) 中 图 分 类 号 :TM76 文 献 标 识 码 :A 学 科 代 码 : 我 国 实 时 动 态 监 测 系 统 的 发 展 现 状 及 实 施 策 略 研 究 王 英 涛 1, 印 永 华 1, 蒋 宜 国 1, 张 道 农 2, 张 文 涛 1, 王 兆 家 (1. 中 国 电 力 科 学 研 究 院, 北 京 市 海 淀 区 ; 2. 北 京 国 电 华 北 电 力 工 程 有 限 公 司, 北 京 市 西 城 区 ) 1 STUDY ON CURRENT DEVELOPMENT SITUATION AND IMPLEMENTATION STRATEGY OF REAL-TIME DYNAMIC MONITORING SYSTEM IN POWER SYSTEMS IN CHINA WANG Ying-tao 1,YIN Yong-hua 1,JIANG Yi-guo 1,ZHANG Dao-nong 2,ZHANG Wen-tao 1,WANG Zhao-jia 1 (1.China Electric Power Research Institute,Haidian District,Beijing ,China;2.Beijing National North China Electric Power Engineering Co. Ltd.,Xicheng District,Beijing ,China) ABSTRACT: The necessity of establishing real-time dynamic monitoring system for large scale power grids in China to keep the secure and stable operation is briefly clarified. The architecture of the substations and master station in this system and the compilation and execution of its technical specifications are presented. The current development situation of advanced applications for the substations and master station of this system is summarized, the future development of this system is prospected and the implementation strategies of this system are proposed. KEY WORDS: Power system;real-time dynamic monitoring; Wide-area measurement system(wams);phasor measurement unit(pmu) 摘 要 : 简 要 阐 述 了 建 立 实 时 动 态 监 测 系 统 对 保 证 我 国 大 电 网 安 全 稳 定 运 行 的 必 要 性, 介 绍 了 该 系 统 的 子 站 主 站 结 构 及 其 技 术 规 范 的 编 写 和 执 行 情 况, 概 述 了 系 统 子 站 主 站 高 级 应 用 功 能 等 的 发 展 现 状, 展 望 了 实 时 动 态 监 测 系 统 未 来 的 发 展 方 向, 并 提 出 了 实 时 动 态 监 测 系 统 的 实 施 策 略 关 键 词 : 电 力 系 统 ; 实 时 动 态 监 测 ; 广 域 测 量 系 统 ( WAMS); 相 量 测 量 单 元 (PMU) 1 引 言 随 着 我 国 互 联 电 网 规 模 的 扩 大, 电 力 系 统 的 各 类 控 制 器, 如 发 电 机 励 磁 及 调 速 系 统 新 型 无 功 补 偿 装 置 可 控 串 补 高 压 直 流 输 电 控 制 系 统 等, 使 系 统 的 动 态 特 性 日 趋 复 杂, 系 统 的 动 态 过 程 很 难 实 时 监 测 电 力 系 统 的 商 业 化 运 行 使 输 电 系 统 的 某 些 重 要 输 电 断 面 经 常 运 行 于 满 负 荷 或 接 近 满 负 荷 的 状 态, 系 统 的 安 全 稳 定 问 题 日 益 突 出 加 强 对 互 联 电 力 系 统 动 态 过 程 的 监 测 成 为 我 国 互 联 电 网 面 临 的 一 项 重 要 任 务 目 前, 电 网 中 的 EMS 系 统 以 正 常 运 行 时 的 稳 态 监 测 为 主, 缺 乏 实 时 动 态 监 测 的 功 能 电 网 安 全 稳 定 控 制 系 统 作 为 防 止 电 网 发 生 稳 定 破 坏 和 崩 溃 的 防 线, 并 不 能 及 时 反 映 大 电 网 受 扰 动 前 后 的 动 态 行 为 这 些 因 素 限 制 了 调 度 运 行 部 门 快 速 确 定 电 网 的 动 态 扰 动 性 质, 不 利 于 调 度 运 行 部 门 及 时 选 择 正 确 的 控 制 措 施 因 此, 很 有 必 要 建 立 电 网 实 时 动 态 监 测 系 统 全 系 统 范 围 的 动 态 特 性 监 测 与 对 某 个 具 体 设 备 工 作 性 能 的 监 测 有 很 大 不 同, 其 中 最 大 的 难 点 是 电 力 系 统 中 的 动 态 元 件 分 布 的 地 域 广 阔 基 于 同 步 相 量 测 量 的 广 域 测 量 技 术 的 发 展 为 电 力 系 统 动 态 监 测 奠 定 了 重 要 的 技 术 基 础 目 前, 我 国 的 电 力 系 统 实 时 动 态 监 测 技 术 已 经 逐 渐 成 熟, 但 需 要 进 一 步 研 究 解 决 系 统 的 功 能 需 求 深 化 应 用 实 施 策 略 等 方 面 的 问 题 2 实 时 动 态 监 测 系 统 的 结 构 2.1 相 量 测 量 单 元 同 步 相 量 在 电 力 系 统 分 析 监 测 控 制 等 领 域 具 有 重 要 的 作 用 同 步 相 量 是 分 析 交 流 电 网 的 重 要 工 具, 它 可 以 精 确 描 述 电 力 系 统 运 行 状 态 的 变 化 基 于 全 球 卫 星 定 位 系 统 (Global Positioning System,GPS) 的 相 量 测 量 单 元 ( Phasor Measurement Unit,PMU) 将 电 网 各 点 的 相 量 测 量 值 送 到 控 制 中 心 的 数 据 集 中 器, 把 绝 对 时 标 下 的 相 量 测 量 值 折 算

2 第 29 卷 第 11 期 电 网 技 术 45 到 某 个 时 间 参 考 点 的 坐 标 下, 从 而 得 到 整 个 电 网 的 同 步 相 量 PMU 还 具 有 连 续 记 录 功 能, 可 以 连 续 记 录 长 达 半 个 月 的 动 态 数 据, 而 且 可 以 触 发 记 录 暂 态 数 据 [1] 2.2 动 态 监 测 系 统 主 站 动 态 监 测 系 统 主 站 通 过 数 据 集 中 器 管 理 和 监 测 PMU 的 工 作 状 态, 接 收 来 自 子 站 或 其 它 主 站 的 测 量 数 据 事 件 标 识 录 波 文 件 实 时 记 录 文 件 等 另 外, 主 站 可 以 接 收 EMS 等 其 它 系 统 的 数 据 ; 数 据 集 中 器 按 照 PMU 的 时 标 整 合 不 同 地 点 的 数 据, 形 成 相 量 数 据, 供 其 它 应 用 软 件 系 统 调 用, 并 转 存 到 历 史 数 据 库 中 [1] 3 实 时 动 态 监 测 系 统 的 规 范 IEEE 的 电 力 系 统 继 电 保 护 委 员 会 成 立 专 门 的 同 步 相 量 标 准 工 作 组, 制 定 了 IEEE Std 电 力 系 统 同 步 相 量 标 准 [2], 作 为 PMU 与 主 站 通 信 的 标 准 我 国 国 家 电 力 调 度 通 信 中 心 于 2003 年 2 月 颁 布 了 电 力 系 统 实 时 动 态 监 测 系 统 技 术 规 范 ( 试 行 ) [3], 该 规 范 主 要 参 照 IEEE Std (R2001) GB/T 继 电 保 护 和 安 全 自 动 装 置 技 术 规 程 和 DL/T 静 态 继 电 保 护 及 安 全 自 动 装 置 通 用 技 术 条 件 并 结 合 目 前 我 国 电 力 系 统 的 实 际 需 要 而 制 定 随 着 运 行 经 验 的 积 累, 国 家 电 力 调 度 通 信 中 心 于 2004 年 基 本 完 成 了 电 力 系 统 实 时 动 态 监 测 系 统 技 术 规 范 ( 第 一 版 ) 的 编 写 工 作 该 规 范 明 确 定 义 了 电 力 系 统 实 时 动 态 监 测 系 统 的 相 关 术 语 和 基 本 结 构, 规 定 了 电 力 系 统 同 步 相 量 数 据 的 格 式 系 统 的 通 信 规 约, 提 出 了 对 PMU 数 据 集 中 器 主 站 以 及 同 步 时 钟 的 通 用 技 术 要 求 该 规 范 中 的 通 信 规 约 已 在 东 北 华 北 华 东 电 网 以 及 国 家 电 力 调 度 通 信 中 心 的 实 时 动 态 监 测 系 统 中 得 到 普 遍 应 用 现 场 运 行 经 验 证 明, 该 规 范 简 明 高 效 可 靠, 基 本 满 足 目 前 实 时 动 态 监 测 系 统 的 要 求 4 实 时 动 态 监 测 系 统 的 发 展 现 状 4.1 发 展 概 况 我 国 的 实 时 动 态 监 测 技 术 研 究 起 步 于 20 世 纪 90 年 代 由 中 国 电 力 科 学 研 究 院 与 其 他 单 位 合 作 开 发 的 电 力 系 统 稳 定 监 录 系 统 在 电 网 中 首 先 应 用, 该 系 统 由 PMU 中 央 监 控 站 网 络 服 务 器 及 资 料 分 析 站 等 组 成 到 目 前 为 止, 我 国 已 在 东 北 华 北 华 东 等 区 域 电 网 和 国 家 电 力 调 度 通 信 中 心 以 及 南 方 电 网 构 筑 了 不 同 规 模 的 实 时 动 态 监 测 系 统 目 前, 将 实 时 动 态 监 测 系 统 用 于 电 力 系 统 的 生 产 运 行, 一 是 使 运 行 管 理 员 直 观 地 了 解 到 系 统 的 稳 态 运 行 情 况 和 动 态 过 程, 为 调 度 员 的 运 行 决 策 提 供 帮 助, 并 积 累 观 测 系 统 动 态 过 程 的 运 行 经 验 ; 二 是 同 步 记 录 监 测 系 统 的 低 频 振 荡 等 动 态 扰 动 过 程, 例 如 :2001 年 5 月 16 日 安 徽 电 网 发 生 低 频 振 荡 时, 其 它 传 统 监 测 设 备 都 没 有 检 测 到 扰 动 过 程, 但 PMU 及 时 完 整 地 记 录 了 低 频 振 荡 的 全 过 程, 为 事 故 分 析 提 供 了 宝 贵 的 数 据 资 料 [4] 4.2 子 站 的 发 展 情 况 截 止 到 目 前, 我 国 电 网 应 用 的 PMU 产 品 主 要 包 括 : 中 国 电 力 科 学 研 究 院 的 PAC-2000 电 力 系 统 同 步 相 量 测 量 装 置 四 方 继 保 自 动 化 股 份 有 限 公 司 的 CSS-200 系 统 上 海 南 瑞 的 SMU 同 步 相 量 测 量 装 置 美 国 MACRODYNE 公 司 的 1690 等 通 过 运 行 实 践 及 有 关 比 对 试 验 可 知, 我 国 PMU 的 整 体 技 术 水 平 已 经 位 于 世 界 前 列 我 国 已 经 投 运 和 拟 投 运 的 同 步 相 量 测 量 子 站 约 有 100 个, 这 些 子 站 采 集 时 钟 的 同 步 误 差 不 超 过 1µs, 相 角 测 量 精 度 为 0.1 ~0.5, 通 信 速 度 为 20~100 次 /s; 上 送 数 据 包 括 电 压 及 电 流 相 量 线 路 的 传 输 功 率 机 组 出 力 发 电 机 内 电 势 频 率 频 率 变 化 率 和 重 要 开 关 信 号 等 另 外, 它 们 还 具 备 长 期 连 续 记 录 动 态 数 据 的 功 能, 供 电 力 系 统 调 度 运 行 单 位 使 用 4.3 主 站 的 发 展 情 况 实 时 动 态 监 测 系 统 提 供 的 动 态 信 息 为 动 态 稳 定 监 测 与 控 制 奠 定 了 基 础 动 态 信 息 的 价 值 在 于 其 对 各 种 决 策 发 挥 的 作 用, 而 主 站 处 理 动 态 信 息 水 平 的 高 低 决 定 了 动 态 监 测 系 统 效 率 的 发 挥 程 度 目 前, 主 站 具 备 长 期 连 续 存 储 动 态 数 据 的 能 力, 并 实 现 了 实 时 频 率 特 征 分 析 扰 动 识 别 全 网 录 波 触 发 仿 真 曲 线 对 比 等 应 用 功 能 其 中 主 要 包 括 : (1) 系 统 动 态 过 程 的 监 测 报 警 与 分 析 1) 根 据 电 网 中 关 键 变 电 站 的 实 时 动 态 测 量 数 据 在 线 监 视 电 网 的 运 行 状 态, 在 系 统 电 压 相 角 频 率 出 现 异 常 时 进 行 越 限 ( 静 态 动 态 ) 报 警 对 动 态 不 稳 定 现 象 的 报 警 包 括 功 角 失 稳 报 警 电 压 失 稳 预 报 (VIP) 等 2) 对 系 统 的 异 常 运 行 状 态 特 征 信 号 和 故 障 类 型 进 行 观 测 辨 识 和 分 析, 包 括 在 线 扰 动 信 息 联 络 线 功 率 的 阶 跃 或 摇 摆 母 线 电 压 / 频 率 的 较 大 变 化 或 突 变 等 通 过 观 测 分 析 可 以 为 电 力 系 统 稳 定 控 制 策 略 的 制 定 提 供 技 术 依 据

3 46 Power System Technology Vol. 29 No. 11 图 1 为 2004 年 3 月 东 北 电 网 进 行 大 扰 动 试 验 时, 东 北 电 网 的 实 时 动 态 监 测 系 统 记 录 的 系 统 动 态 过 程 图 1 东 北 电 网 进 行 大 扰 动 试 验 时 实 时 动 态 监 测 系 统 记 录 的 系 统 扰 动 情 况 Fig. 1 The disturbance recorded by the real-time dynamic monitoring system in the large disturbance test for Northeast China power grid (2) 系 统 低 频 振 荡 的 监 测 1) 利 用 频 率 分 析 手 段 在 线 实 时 分 析 联 络 线 功 率 电 压 相 角 等 物 理 量 的 频 谱 特 性, 进 而 得 到 系 统 的 主 要 振 荡 模 式 ( 包 括 振 荡 频 率 阻 尼 特 性 参 与 机 组 及 其 参 与 因 子 ), 辨 识 系 统 的 低 频 振 荡 类 型 2) 根 据 分 析 结 果 实 时 监 视 弱 阻 尼 的 低 频 振 荡, 并 根 据 设 置 值 触 发 全 网 联 动 记 录 3) 应 用 模 式 识 别 Prony 分 析 [5] 抽 取 振 荡 模 参 数 振 荡 频 率 以 及 某 振 荡 模 的 衰 减 系 数 同 调 分 析 以 及 基 于 知 识 库 的 特 征 信 号 识 别 等 技 术 对 区 域 间 振 荡 模 参 数 进 行 连 续 评 估 该 功 能 在 长 期 的 实 践 过 程 中 对 低 频 振 荡 等 的 动 态 监 测 发 挥 了 重 要 作 用 例 如 : 自 2001 年 11 月 6 日 福 建 电 网 与 华 东 电 网 正 式 实 现 联 网 运 行 开 始 至 12 月 18 日 的 12 天 内, 华 东 电 网 实 时 动 态 监 测 系 统 在 双 龙 侧 监 测 到 福 双 线 出 现 了 多 次 功 率 振 荡, 如 图 2 所 示 基 于 实 时 动 态 监 测 系 统, 分 析 出 该 功 率 振 荡 在 性 质 上 属 于 随 机 功 率 振 荡, 是 由 周 期 性 负 荷 扰 动 及 机 组 机 械 功 率 扰 动 引 起 的, 并 提 出 了 相 应 的 改 进 措 施 [6] 图 2 华 东 福 建 联 络 线 的 功 率 振 荡 监 测 结 果 Fig. 2 The recorded power oscillation of the tie-line between East China power grid and Fujian power grid (3) 校 核 电 力 系 统 数 学 模 型 和 参 数 电 力 系 统 数 学 模 型 是 电 力 系 统 计 算 分 析 运 行 方 式 制 定 保 护 控 制 研 究 的 基 础 通 过 比 较 分 析 动 态 实 测 量 与 数 字 仿 真 结 果, 可 以 对 电 力 系 统 数 学 模 型 和 参 数 进 行 辨 识 和 校 核, 以 提 供 更 准 确 的 数 学 模 型 和 参 数, 包 括 用 于 稳 定 分 析 的 元 件 模 型 和 负 荷 模 型 用 于 各 种 稳 定 控 制 设 计 的 降 阶 动 态 模 型 等, 且 能 离 线 校 验 电 力 系 统 分 析 的 结 果, 提 高 跨 区 电 网 计 算 分 析 的 准 确 性 基 于 广 域 测 量 信 息 的 模 型 校 核 工 作 已 成 为 电 力 系 统 关 注 的 热 点 问 题 之 一 2004 年 3 月, 在 东 北 电 网 大 扰 动 试 验 中, 基 于 东 北 电 网 的 PMU 记 录 的 系 统 动 态 数 据, 有 关 单 位 完 成 了 对 稳 定 计 算 用 负 荷 模 型 和 发 电 机 励 磁 模 型 等 的 校 验, 所 取 得 的 结 果 对 提 高 电 力 系 统 计 算 分 析 水 平 具 有 重 要 作 用 4.4 存 在 的 问 题 目 前, 我 国 的 实 时 动 态 监 测 系 统 正 处 于 发 展 阶 段, 存 在 着 如 下 需 进 一 步 解 决 的 主 要 问 题 : (1) 在 将 广 域 测 量 信 息 应 用 于 电 力 系 统 在 线 动 态 安 全 预 警 方 面 尚 缺 乏 深 入 的 理 论 与 应 用 研 究, 还 未 提 出 整 体 技 术 框 架 (2) 需 要 深 入 研 究 基 于 广 域 信 息 的 电 力 系 统 稳 定 控 制 理 论 与 方 法 (3) 有 待 进 一 步 开 发 利 用 主 站 的 高 级 应 用 系 统 功 能 (4) 在 建 的 实 时 监 测 系 统 设 备 配 置 点 的 数 量 还 不 够, 需 要 逐 步 补 充 和 完 善 5 实 时 动 态 监 测 系 统 的 发 展 趋 势 5.1 基 于 广 域 测 量 技 术 的 基 础 理 论 及 关 键 技 术 研 究 目 前, 我 国 电 力 系 统 正 在 进 行 基 于 广 域 测 量 技 术 的 基 础 理 论 及 关 键 技 术 的 研 究, 其 中 包 括 : 建 立 电 力 系 统 动 态 安 全 分 析 的 综 合 仿 真 理 论 与 方 法 ; 研 究 基 于 广 域 动 态 相 量 测 量 的 保 护 和 控 制 的 理 论 与 方 法 ; 创 建 电 力 系 统 在 线 动 态 安 全 预 警 的 理 论 与 方 法 ; 开 发 基 于 广 域 动 态 相 量 测 量 技 术 的 电 力 系 统 运 行 信 息 的 分 解 协 调 模 型 等 通 过 研 究 这 些 基 础 理 论, 发 展 广 域 电 力 系 统 测 量 和 分 析 的 理 论 与 方 法, 将 为 构 建 实 时 动 态 监 测 系 统 奠 定 坚 实 的 技 术 基 础 5.2 实 时 动 态 监 测 系 统 高 级 应 用 功 能 的 发 展 方 向 基 于 广 域 测 量 技 术 的 实 时 动 态 监 测 系 统 高 级 应 用 功 能 的 发 展 方 向 是 电 力 系 统 监 控 领 域 的 新 课 题, 引 起 了 广 泛 的 关 注 利 用 广 域 测 量 信 息 的 混 合

4 第 29 卷 第 11 期 电 网 技 术 47 状 态 估 计 和 实 时 快 速 计 算 技 术 的 发 展, 将 为 实 时 动 态 监 测 系 统 高 级 应 用 功 能 的 发 展 提 供 有 力 的 技 术 支 撑, 可 以 对 互 联 电 网 的 动 态 过 程 特 性 进 行 实 时 分 析, 辨 识 出 系 统 中 的 失 稳 现 象, 向 调 度 运 行 部 门 提 供 预 警 预 防 控 制 的 在 线 决 策 和 紧 急 控 制 决 策, 提 高 电 网 的 安 全 运 行 水 平 [7] 主 要 发 展 方 向 包 括 : (1) 进 一 步 提 升 动 态 安 全 稳 定 分 析 和 预 警 的 应 用 水 平 目 前, 在 线 扰 动 识 别 重 要 输 电 线 路 功 率 关 键 发 电 机 组 的 相 对 角 度 关 键 母 线 电 压 等 的 越 限 报 警 功 能 的 开 发 和 应 用 已 经 起 步, 随 着 广 域 测 量 基 础 理 论 及 关 键 技 术 研 究 的 发 展, 下 一 阶 段 将 进 一 步 提 升 其 应 用 水 平 (2) 优 化 电 网 运 行 控 制 1 ) 基 于 广 域 测 量 和 实 时 动 态 安 全 分 析 使 FACTS 装 置 发 电 机 励 磁 系 统 HVDC 等 设 备 协 调 优 化 运 行, 以 充 分 利 用 输 电 线 路 的 传 输 容 量 2) 开 发 机 网 协 调 优 化 控 制 分 析 软 件, 即 通 过 动 态 监 测 电 网 频 率 电 压 重 要 联 络 线 功 率 以 及 发 电 机 组 的 有 功 和 无 功 功 率, 对 系 统 电 压 频 率 阻 尼 特 性 机 组 调 压 调 频 有 功 和 无 功 紧 急 控 制 容 量 等 进 行 定 量 分 析, 以 优 化 机 网 协 调 的 控 制 性 能 3) 根 据 实 测 得 到 的 低 频 振 荡 全 过 程 数 据, 对 低 频 振 荡 的 机 理 和 原 因 进 行 分 析, 校 核 低 频 振 荡 的 计 算 分 析 结 果 根 据 分 析 结 果 优 化 电 力 系 统 稳 定 器 (PSS) 的 设 计 [8,9], 包 括 配 置 地 点 及 其 主 要 参 数 的 设 定, 并 对 已 经 安 装 了 PSS 的 发 电 机 组 根 据 其 现 有 参 数 情 况 提 供 评 估 意 见 和 优 化 建 议 4) 根 据 广 域 同 步 相 量 的 实 测 结 果 分 析 系 统 的 功 角 摇 摆 特 征 和 同 调 性 质, 研 究 互 联 系 统 协 调 解 列 的 优 化 控 制 方 案, 防 止 大 面 积 停 电 事 故 的 发 生 [10-13] 6 实 时 动 态 监 测 系 统 的 实 施 策 略 根 据 目 前 我 国 电 力 系 统 的 实 际 情 况, 从 全 局 出 发 做 好 实 时 动 态 监 测 系 统 的 规 划 工 作 非 常 重 要 通 过 分 析 实 时 动 态 监 测 系 统, 在 构 建 该 系 统 时, 可 以 从 实 施 策 略 的 角 度 考 虑 以 下 四 个 方 面 的 问 题 (1) 有 关 技 术 评 估 的 问 题 1) 动 态 监 测 设 备 对 用 于 测 量 系 统 同 步 相 量 的 设 备 进 行 全 面 测 试 并 评 估 其 信 号 处 理 的 性 能, 主 要 考 察 其 对 区 域 间 振 荡 等 动 态 过 程 的 测 量 性 能, 并 考 察 其 是 否 受 网 络 和 机 组 间 谐 振 等 因 素 的 影 响 2) 实 时 通 信 的 有 关 技 术 开 发 和 测 试 基 于 广 域 网 与 相 量 测 量 装 置 之 间 的 接 口 和 动 态 信 号 的 分 析 程 序 主 要 课 题 包 括 电 力 系 统 和 网 络 通 信 的 实 时 性 信 息 安 全 问 题 等 [14] 3) 监 测 系 统 主 站 的 有 关 技 术 实 时 动 态 监 测 系 统 主 站 的 实 时 性 要 求 很 高, 而 且 数 据 流 量 很 大, 因 而 主 站 必 须 具 有 可 靠 且 实 时 性 和 兼 容 性 较 强 的 平 台, 同 时 还 应 考 虑 和 上 下 级 系 统 的 接 口 以 及 和 EMS 等 系 统 的 交 换 技 术 及 规 约 等 问 题 (2) 确 定 监 测 系 统 的 有 关 要 求 根 据 我 国 互 联 电 网 的 发 展 态 势, 确 定 大 电 网 动 态 监 测 和 控 制 的 发 展 需 求, 进 行 相 应 的 监 测 系 统 的 构 建, 包 括 确 定 实 时 动 态 监 测 系 统 的 技 术 指 标 PMU 布 点 设 计 [15] 系 统 集 成 等 各 种 要 求 (3) 初 级 实 施 阶 段 本 阶 段 的 任 务 是 安 装 测 试 和 验 收 实 时 动 态 监 测 系 统 在 该 阶 段 要 建 立 完 善 测 量 系 统 主 站 测 量 系 统 在 总 体 上 支 持 系 统 动 态 特 性 的 监 视 与 直 接 测 试, 该 系 统 在 未 来 的 电 力 系 统 中 将 有 更 广 的 应 用 范 围 下 面 是 该 阶 段 的 几 个 关 键 问 题 : 1) 技 术 规 范 的 应 用 和 完 善 目 前, 实 时 动 态 监 测 系 统 的 规 范 规 定 了 动 态 监 测 装 置 主 站 及 通 信 等 部 分 的 技 术 要 求, 该 规 范 已 在 国 家 电 力 调 度 通 信 中 心 东 北 华 北 电 网 等 多 个 监 测 系 统 中 使 用 一 年 多 时 间, 使 用 效 果 比 较 理 想, 但 还 需 要 不 断 地 补 充 修 改, 这 需 要 参 与 动 态 监 测 系 统 开 发 的 各 单 位 相 互 协 调, 合 作 完 成 推 荐 在 建 的 实 时 动 态 监 测 系 统 使 用 统 一 的 实 时 动 态 监 测 系 统 规 范 2) 实 时 动 态 监 测 系 统 平 台 的 构 筑 在 主 站 上 完 成 实 时 动 态 监 测 系 统 平 台 的 构 筑, 包 括 前 置 机 实 时 数 据 库 历 史 数 据 库 监 测 系 统 与 外 部 系 统 的 接 口 数 据 的 转 发 等 部 分 该 平 台 至 少 应 包 括 以 下 特 性 :1 能 够 和 不 同 类 型 的 信 息 系 统 相 互 交 换 数 据 实 时 动 态 监 测 系 统 与 EMS/SCADA 系 统 继 电 保 护 动 作 记 录 信 息 系 统 等 数 据 信 息 系 统 之 间 应 有 通 道 和 接 口 规 范, 以 实 现 数 据 的 彼 此 校 验 及 非 时 标 信 息 和 时 标 信 息 的 相 互 融 合 各 个 系 统 之 间 的 接 口 设 计 需 要 保 证 灵 活 性 开 放 性 和 可 靠 性 2 数 据 传 输 的 实 时 性 为 了 能 够 对 电 力 系 统 的 动 态 现 象 进 行 实 时 监 测, 满 足 动 态 监 控 的 要 求, 实 时 动 态 监 测 系 统 的 同 步 相 量 数 据 的 传 输 速 度 应 具 有 良 好 的 实 时 性 3 实 时 动 态 监 测 系 统 的 验 收 与 改 进 对 初 级 阶 段 装 设 的 实 时 动 态 监 测 系 统 进 行 多 方 面 的 测 试, 按 照 技 术 规 范 和 调 度 运 行 部 门 的 要 求 进 行 评 估, 评 估 内 容 包 括 : 测 量 和 计 算 信 号 是 否 足 够 数 据 存 储 与 回 取 功 能 是 否 完 善 通 信 性 能 和 信 息 显 示 等 是 否 达 标 高

5 48 Power System Technology Vol. 29 No. 11 级 应 用 功 能 是 否 满 足 要 求 以 及 与 其 它 信 息 系 统 的 兼 容 性 是 否 良 好 等 通 过 评 估 对 实 时 动 态 监 测 系 统 提 出 改 进 意 见, 并 对 处 于 试 用 阶 段 的 技 术 规 范 提 出 完 善 建 议 (4) 系 统 扩 展 根 据 电 力 系 统 的 发 展 需 要, 逐 步 将 实 时 动 态 监 测 系 统 扩 展 到 电 网 的 主 要 节 点 和 主 力 电 厂, 并 逐 步 完 成 互 联 电 网 内 不 同 系 统 监 测 网 间 的 高 性 能 通 信 链 路, 以 满 足 监 测 系 统 的 有 交 叉 触 发 录 波 数 据 交 换 和 不 同 区 域 间 的 通 信 需 求 现 阶 段, 分 布 稀 疏 的 广 域 测 量 系 统 主 要 用 于 广 域 测 量 监 视 和 分 析 等 功 能 ; 将 来 随 着 实 时 动 态 监 控 理 论 的 发 展 和 成 熟, 应 进 一 步 开 发 和 完 善 高 级 应 用 系 统, 提 升 其 在 电 力 系 统 动 态 稳 定 监 控 领 域 的 应 用 水 平 7 结 语 在 互 联 电 网 发 展 的 进 程 中, 对 互 联 电 网 动 态 行 为 的 监 测 和 控 制 受 到 了 广 泛 的 关 注 电 力 系 统 实 时 动 态 监 测 系 统 的 建 立 对 提 高 互 联 电 网 的 动 态 监 测 水 平 和 分 析 能 力 具 有 重 要 意 义 根 据 电 网 发 展 的 实 际 情 况 制 定 实 时 动 态 监 控 系 统 的 发 展 计 划 及 实 施 策 略 是 目 前 的 重 要 工 作 同 时, 需 要 对 实 时 动 态 稳 定 监 控 的 理 论 及 方 法 进 行 深 入 研 究, 开 发 出 更 多 的 高 级 应 用 功 能, 以 满 足 互 联 电 网 动 态 稳 定 监 控 的 要 求 参 考 文 献 [1] 王 英 涛. 广 域 测 量 系 统 及 其 应 用 [D]. 北 京 : 中 国 电 力 科 学 研 究 院, [2] IEEE Std ,IEEE standard for synchrophasors for power systems[s]. [3] 国 家 电 力 调 度 通 信 中 心. 电 力 系 统 实 时 动 态 监 测 系 统 技 术 规 范 ( 试 行 )[S]. 北 京 : 国 家 电 力 调 度 通 信 中 心,2003. [4] 王 兆 家, 岑 宗 浩, 陈 汉 中. 华 东 电 网 多 功 能 功 角 实 时 监 测 系 统 的 开 发 及 应 用 [J]. 电 网 技 术,2002,26(8): Wang Zhaojia,Cen Zonghao,Chen Hanzhong.Development of multi-function real time power angle monitoring system for East China power grid and its application[j].power System Technology, 2002,26(8): [5] 王 铁 强, 贺 仁 睦, 徐 东 杰, 等.Prony 算 法 分 析 低 频 振 荡 的 有 效 性 研 究 [J]. 中 国 电 力,2001,34(11): Wang Tieqiang,He Renmu,Xu Dongjie et al.the validity study of Prony analysis for low frequency oscillation in power system [J].Electric Power,2001,34(11): [6] 黄 文 英, 刘 增 煌. 福 建 - 华 东 联 网 联 络 线 功 率 振 荡 问 题 的 研 究 [C]. 第 二 十 八 届 中 国 电 网 调 度 运 行 会 收 录 论 文 全 集,2003: [7] 肖 晋 宇, 谢 小 荣, 李 建, 等. 电 网 广 域 动 态 安 全 监 测 系 统 及 其 动 态 模 拟 试 验 [J]. 电 网 技 术,2004,28(6):5-9. Xiao Jinyu,Xie Xiaorong,Li Jian et al.wide-area dynamic security monitoring system for power network and its dynamic simulation [J].Power System Technology,2004,28(6):5-9. [8] 谢 小 荣, 肖 晋 宇, 童 陆 园, 等. 采 用 广 域 测 量 信 号 的 互 联 电 网 区 间 阻 尼 控 制 [J]. 电 力 系 统 自 动 化,2004,28(2): Xie Xiaorong,Xiao Jinyu,Tong Luyuan et al.inter-area damping control of interconnected power systems using wide-area measurements[j].automation of Electric Power Systems,2004, 28(2): [9] 肖 晋 宇, 谢 小 荣, 胡 志 祥, 等. 基 于 在 线 辨 识 的 电 力 系 统 广 域 阻 尼 控 制 [J]. 电 力 系 统 自 动 化,2004,28(23): Xiao Jinyu, Xie Xiaorong,Hu Zhixiang et al.power systems wide-area damping control based on online system identification [J].Automation of Electric Power Systems,2004,28(23): [10] 宗 洪 良, 孙 光 辉, 刘 志, 等. 大 型 电 力 系 统 失 步 解 列 装 置 的 协 调 方 案 [J]. 电 力 系 统 自 动 化,2003,27(22): Zong Hongliang,Sun Guanghui,Liu Zhi et al.coordination of out of step protection equipment in large power systems[j].automation of Electric Power Systems,2003,27(22): [11] Phadke A G,Pickett B,Adamiak M et al.synchronized sampling and phasor measurements for relaying and control[j].ieee Trans on Power Delivery,1994,9(1): [12] Ohura Y,Suzuki M,Yanagihashi K et al.a predictive out-of-step protection system based on observation of the phase difference between substation [J].IEEE Trans on Power Delivery,1990,5(4): [13] 谢 小 荣, 李 红 军, 吴 京 涛, 等. 同 步 相 量 技 术 应 用 于 电 力 系 统 暂 态 稳 定 性 控 制 的 可 行 性 研 究 [J]. 电 网 技 术,2004,28(1): Xie Xiaorong,Li Hongjun,Wu Jingtao et al.feasibility study on using synchrophasor technology for power system transient stability control[j].power System Technology,2004,28(1): [14] 李 刚, 王 少 荣, 程 时 杰. 广 域 电 网 同 步 状 态 监 测 系 统 中 的 实 时 通 信 [J]. 电 网 技 术,2004,28(18): Li Gang,Wang Shaorong,Cheng Shijie.Real-time communication in a synchronous states monitoring system for wide area power systems[j].power System Technology,2004,28(18): [15] 李 丹, 韩 福 坤, 郭 子 明, 等. 华 北 电 网 广 域 实 时 动 态 监 测 系 统 [J]. 电 网 技 术,2004,28(23): Li Dan,Han Fukun,Guo Ziming et al.wide-area real time dynamic security monitoring system of North China power grid[j].power System Technology,2004,28(23): 收 稿 日 期 : 作 者 简 介 : 王 英 涛 (1976-), 男, 博 士 研 究 生, 主 要 从 事 电 力 系 统 广 域 监 测 分 析 及 控 制 方 面 的 研 究 ; 印 永 华 (1950-), 男, 博 士 生 导 师, 从 事 电 力 系 统 分 析 稳 定 监 测 方 面 的 研 究 ; 蒋 宜 国 (1965-), 男, 高 级 工 程 师, 主 要 从 事 电 力 系 统 监 测 控 制 技 术 的 研 究 ; 张 道 农 (1961-), 男, 高 级 工 程 师, 实 时 动 态 监 测 系 统 规 范 编 写 工 作 组 主 持 者, 从 事 电 力 系 统 继 电 保 护 安 全 稳 定 控 制 电 力 系 统 广 域 监 测 等 方 面 的 设 计 研 究 及 工 程 管 理 等 工 作 ; 张 文 涛 (1940-), 男, 教 授 级 高 级 工 程 师, 主 要 从 事 电 力 系 统 监 控 及 电 力 电 子 技 术 在 电 力 系 统 中 应 用 方 面 的 工 作 ; 王 兆 家 (1970-), 男, 高 级 工 程 师, 长 期 从 事 电 力 系 统 实 时 动 态 监 测 系 统 的 研 究 和 开 发 工 作