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3、PMU/WAMS的未来发展建议
为了能进一步拓展PMU/WAMS在电力系统中的应用范围和领域,建议从以下几个方面开展相关研发工作.
3.1PMU在高压直流输电中的应用
目前的PMU应用还仅限于对交流系统的监测.随着高压直流输电的广泛应用,有许多现象需要对交直流系统进行同步观测,才能得出正确的结论.例如:对于高压直流换相失败,其在交流系统监测到的现象与瞬时短路造成的现象很相似,难以准确区分,但若结合直流系统的导通角量测,则很容易判断换相失败事件.
PMU最关键的特征是基于卫星定位系统的广域时间同步功能,基于上述需求,有必要将该特征应用于高压直流以及其他直流量测回路与交流系统的同步观测中.若将PMU应用于直流系统中,则要考虑50Hz或25Hz的通用上送速率允许对何种瞬时直流数据变化进行监测.
3.2PMU和WAMS主站间的变帧率传输
为解决PMU大规模应用对通信系统资源的消耗问题,需研究PMU的变帧率传输.例如:PMU平时以1帧/s的速率上送量测数据,但是就地缓存高帧率数据(如200帧/s),当监测到有需要关心的事件发生时,上送高帧率数据,并将缓存事件发生时刻前的高帧率数据也上送WAMS主站.这样可避免所有PMU在所有时段均上送大量动态量测数据,以减轻通信网络的流量压力,同时也降低了主站的历史数据存储压力.随着变传输帧率PMU/WAMS的发展,PMU/WAMS在对通信资源和存储资源占用上相对于远程终端单元(RTU)/SCADA的劣势将得到克服,PMU逐步取代RTU将成为可能;WAMS和SCADA平台将有可能最终真正合一.
3.3PMU问题数据形成原因的统计分析
现有PMU/WAMS监测系统虽然对PMU量测的异常数据、通信问题做了一定的监视工作,但对造成数据质量问题的原因仍缺乏统计分析.例如:现有的通信中断,有多少是由于WAMS本身数据通信量大造成的,有多少是由于其他原因造成的网络通信中断或丢包,从而影响到WAMS的数据通信.通过对上述信息的统计分析,可以发现影响现有PMU数据质量问题的主要因素,从而有针对性地提出解决方案.
3.4PMU量测在电力系统状态估计中的应用
对于PMU在状态估计中的应用,国内外已经有大量的文献报道[17G18],但在实践中PMU对状态估计的改善并没有期望得那样大,也没有大规模地推广应用.分析其原因,与SCADA量测精度受时间同步的影响并非如想象中那样大有关:SCADA数据目前普遍采用变化上传和周期上传相结合的机制;对于模拟量来说,当其变化量超过需要关注的阈值时,将被立刻上送主站.这决定了在SCADA主站看到的一个电网断面数据中,尽管数据发生时刻可能不同,但该数据基本反映了当前该模拟量的实际值.然后,经过状态估计,这种由上送阈值导致的偏差被进一步缩小.因此,目前在通常工况下基于SCADA的状态估计结果普遍已较好,即使引入PMU,改进的空间也不明显.但也应该看到,在电网中存在谐波和暂态分量干扰的情况下,PMU量测数据仍具有明显优势:可以更好地提取工频基波成分,从而计算出状态估计所需的真正的工频基波量测量.因此,仍有必要研究利用PMU量测同时性好、具有相角量测、基波提取准确、高传输帧率的特点,提高非稳态、有谐波和暂态污染电网的状态估计精度,尤其是提高关键时刻(大负荷启停或故障时刻)、关键断面(如联络线),以及风电等新能源环境下的状态估计精度.此外,还可以基于PMU的高传输帧率相量数据,研究线性状态估计和动态状态估计在实际电网中的应用.
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