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如图1所示,在D5000系统的集成环境中,WAMS、SCADA、保护和故障信息系统可以共享电网模型和图形,支持图模库一体化的建模和维护,支持多场景、多版本、多业务的模型管理;在数据库层次上,对不同时间精细尺度的数据采用专门的数据存储模型,以发挥最佳的数据查询和存储性能;在应用层面,原分立的各自动化系统,可以利用各系统量测数据共享以及图模库一体化的技术特点,实现对电网运行动态监测数据和分析结果的一体化应用,形成对被分析系统和事件的多时间尺度的全面综合分析结果.
此外,就WAMS应用本身而言,与SCADA集成到同一平台,既便于WAMS结合电网的网络模型和拓扑对电网动态过程进行定量的准确分析,也有利于将WAMS的基于动态响应的安全稳定分析与传统基于稳态断面预测的安全稳定分析相结合,从而提高电网安全稳定分析的实时性和准确性.
1.2多调度中心WAMS数据的跨区域整合
在D5000系统建设中,提出并实现了多个WAMS动态数据的跨区域整合机制.在该机制中各调度中心的时间序列数据库管理的测点归并关联到本地动态测点模型,形成一个完整的全网PMU动态测点关联模型,并以此为基础实现面向请求的全网动态数据服务架构,克服了海量数据传输、存储对调度自动化系统的压力,实现了D5000系统国、网、省三级调度中心之间动态数据信息的互联互通.在这一架构下,国、网、省任何一个调度中心均能够按需检索其他调度中心的时间序列数据,有力支撑了全局动态安全监视与分析.
1.3WAMS主要高级应用功能
国内PMU/WAMS的大规模应用始于本世纪初期,经过这十多年来的快速发展,WAMS已经开发了很多基于PMU数据的高级应用,典型的高级应用功能包括以下几类.
1)基本监视类应用:对电网动态过程直接的曲线和数据监视;验证动态仿真计算结果.
2)安全稳定分析类应用:在线低频振荡监视与分析;小幅度功率振荡统计;在线扰动识别,包括短路、开路、机组跳闸、解列、并列、直流闭锁、换相失败等扰动;电压稳定在线监视;暂态稳定在线监视;多WAMS联合低频振荡分析和联合故障分析;基于数据挖掘技术的电网隐患发现.
3)辨识类应用:并网机组涉网参数和响应特性评价;风电场并网指标和动态性能监视;线路参数在线辨识;变压器参数在线辨识;发电机参数在线辨识;负荷参数在线辨识;外网在线等值;结合PMU数据的状态估计.
然而应指出的是,迄今在电网中得到普遍应用的主要应用依次为动态过程监视以及对仿真分析计算的验证[1]、低频振荡监视[2]、机组并网特性评估[3]、扰动识别[4]等.其他应用如暂态稳定[5]、电压稳定[6]、设备参数识别等功能的效果还没有达到期望.
2、目前PMU/WAMS应用中存在的问题
2.1基于WAMS的强迫振荡检测和控制
低频振荡监测是目前WAMS最主要的应用.近年来在全国范围内利用WAMS监测到的若干次大的低频振荡,经过分析最终都归结为强迫振荡[7G9].强迫振荡是一种与弱阻尼振荡在机理上不同的新的振荡.这虽然很好地解释了为什么小干扰分析中显示为阻尼“很强”的系统,在实际中会频繁发生持续的低频振荡,但同时也为低频振荡的控制带来了新的难题,即一个根据传统振荡控制机理建设的,以目前标准电网模型表达的“强阻尼”系统,可能因为某个局部的甚至是功率和能量都很小的机组的原因,发生大范围的持续的低频振荡.尽管这个振荡在很多情况下可能不会进一步发散,但是振荡本身仍将占用线路的有效传输容量,减小有效的安全稳定裕度,同时也造成了额外的有功功率损耗.
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