PMU数据质量对系统动态监测和线路参数辨识影响研究

发布时间：2020-01-17 17:20

【摘要】：同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)测量数据具有同步性和上传快速性的特点,这为电力系统动态安全监测提供了条件。近年来,PMU在全球范围内得到快速发展,国内外学者对基于PMU的系统动态过程监测和应用进行了广泛研究。随着相关监测和应用算法的日益完善,PMU相量测量精度已成为了相关监测和应用精度的关键。本文围绕PMU相量测量精度对系统动态量测和线路参数辨识的影响进行了研究。本文分析了PMU在静动态条件下的相量测量会产生误差的原因。揭示了静态条件下输入信号偏移额定频率会造成频谱泄漏现象,动态条件下会因离散傅里叶(Discrete Fourier Transform,DFT)的平均化效,两者都会对PMU相量测量造成影响,从而产生测量误差。针对基于PMU的次同步谐波监测方法与精度的问题,分析了现场录波数据找出了谐波特性;然后将录波数据和相量数据对比分析,验证了相量振荡频率与谐波频率的对应关系;分析了相量和频率辨识对还原精度的影响,揭示了相量幅值误差、相角误差、频率误差与谐波还原精度的关系。针对线路参数辨识不精确的问题,本文基于理论推导和仿真,分析了PMU电压电流相量的幅值和相角误差对输电线路参数辨识精度的影响,揭示了电阻的辨识精度主要受电压幅值的影响,电抗的辨识精度主要受电压角度的影响,且辨识精度与误差近似成线性的关系;分析了各误差对辨识精度影响的解耦关系,指出同时存在多种误差时,电阻和电抗的辨识相对误差近似等于各部分相对误差的代数和。
【图文】：

频谱分析,次同步,超同步,谐波频率

长录波的瞬时值分析系统的振荡情况。以 5 月 14 日 18 时 26 分，建望东一线为例，其电流瞬时值的频谱分析结果如图3-1所示。为便于观察次同步和超同步谐波分量，，消去了基波分量（46-54Hz）。观察图 3-1 可知，建望东一线的次同步谐波频率为 23.48Hz，超同步谐波频率为76.57Hz。

分布图,电流谐波,分量,分布图

图 3-2 5 月 14 日电流谐波分量分布图观察数据表 3-1，表 3-2 以及图 3-2 可知，每条线路同时存在次同步和超同频率分量，且两者频率关于 50Hz 对称。（2）2016 年 6 月 1 日长录波数据分析2016 年 6 月 1 日 17:10，中广核望阳台风电汇集站稳控装置 B 套“塘望东线率振荡二轮动作”，切除 110kV 广望东风一二线、信望东风二线、中望东风一、建望东风二线，损失出力 342MW。17:14:53-17:25:00 花园电厂 3 号机组扭保护模态 2 启动并累积，最大 0.4129 弧度/秒，此时间段内稳控装置未动作。取 2016 年 6 月 1 日 17:15:50 秒-17:16:00 秒（花园电厂发生扭振,但稳控装置动作）的录波数据，对电流瞬时值进行频谱分析，得到谐波分量如下。表 3-3 电流次同步频率分量统计表线路哈塘一线哈塘二线哈天一线哈天二线吐哈一线吐哈二线哈敦一线哈敦二线幅值(A)2.325 2.302 1.35 1.25 0.528 0.524 0.825 0.823
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM930

【参考文献】