一種廠站時鐘同步故障在線監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)時鐘同步領(lǐng)域，特別設(shè)及一種僅基于相量測量信息，利用阻 抗計算技術(shù)實現(xiàn)廠站時鐘同步裝置故障監(jiān)測的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著同步相量測量技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛采用，電網(wǎng)控制中屯、的運行人員可W 根據(jù)廣域的相量測量信息對電網(wǎng)的動態(tài)運行行為進行快速實時的觀測，及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的安 全穩(wěn)定運行問題。同步相量測量的基礎(chǔ)是衛(wèi)星時鐘同步技術(shù)，然而，衛(wèi)星時鐘同步裝置會由 于各種各樣的原因失去同步，并且產(chǎn)生很大的計時誤差。及時發(fā)現(xiàn)時鐘同步系統(tǒng)的故障，可 W避免由于同步相量數(shù)據(jù)的錯誤，導(dǎo)致對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的誤判。很多情況下同步相量 測量裝置故障會在其質(zhì)量位上有所表示，但是當(dāng)相應(yīng)的同步故障不在質(zhì)量位的監(jiān)視范圍之 內(nèi)或質(zhì)量位標(biāo)注存在故障時，相量測量裝置的同步故障將不能被主站的運行人員所知曉， 因此存在根據(jù)不同步的錯誤相量數(shù)據(jù)做出危害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的風(fēng)險。
[0003] 如何讓控制中屯、的調(diào)度運行人員及時發(fā)現(xiàn)其所使用的相量數(shù)據(jù)存在同步問題目 前還沒有公開的，系統(tǒng)的解決方法。本發(fā)明提出一個僅基于廣域測量系統(tǒng)(WAMS)主站的相 量測量數(shù)據(jù)，通過阻抗計算及時發(fā)現(xiàn)各變電站或發(fā)電廠時鐘同步故障的方法，該方法對于 電網(wǎng)控制中屯、人員來說簡單易行，直觀可靠，可W及時發(fā)現(xiàn)廠站時鐘同步系統(tǒng)的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了讓電網(wǎng)控制中屯、的調(diào)度運行人員及時發(fā)現(xiàn)其所使用的相量數(shù)據(jù)存在同步問 題，本發(fā)明提出一個僅基于廣域測量系統(tǒng)(WAMS)主站的相量測量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)各變電站或發(fā)電 廠時鐘同步故障的方法。
[0005] 本發(fā)明具體采用W下技術(shù)方案：
[0006] -種廠站時鐘同步故障監(jiān)測方法，其特征在于:通過計算變電站或發(fā)電廠間直接 連通線路的阻抗或虛擬連通線路端節(jié)點間電壓相角差相對于實際值或歷史值的變化，發(fā)現(xiàn) 廠站即發(fā)電廠和/或變電站之間的時鐘同步故障，并根據(jù)廠站間時鐘同步的一致性定位具 有同步故障的廠站。
[0007] 所述廠站時鐘同步故障監(jiān)測方法具體包括W下步驟：
[0008] 步驟1:在電力系統(tǒng)的同一個電氣島中，在全部安裝有相量測量單元PMU的各變電 站和各發(fā)電廠間即PMU廠站間建立一個最小連通網(wǎng)絡(luò)N，即用最少數(shù)目的實際直接連通線路 或虛擬連通線路將各安裝有PMU的廠站連接起來的網(wǎng)絡(luò)；
[0009] 步驟2:獲取過去設(shè)定時間段內(nèi)的每一連通線路兩端的電壓和電流相量量測值；
[0010] 步驟3:計算步驟2設(shè)定時段內(nèi)每一采樣時刻各直接連通線路的阻抗幅值|Z|和虛 擬連通線路端節(jié)點間的電壓相角差δ，并求取阻抗幅值和端節(jié)點電壓相角差在該時段內(nèi)的 統(tǒng)計期望值即平均值|Ζ|ε和δΕ;
[0011] 步驟4:計算步驟3中求得的各直接連通線路的計算阻抗幅值的期望值|Ζ|ε與實際 阻抗幅值I Z I r的百分比偏差ez，W及虛擬連通線路端節(jié)點間電壓相角差期望值δΕ與前日同 時段該虛擬連通線路端節(jié)點間電壓相角差期望值δΕ-pre的百分比偏差es;
[0012]步驟5:根據(jù)設(shè)定的阻抗百分比偏差闊值邸Z或相角差百分比偏差闊值邸S，選擇阻 抗百分比偏差ez大于ERz的直接連通線路或是相角差百分比偏差es大于ERs的虛擬連通線路 作為問題線路；
[0013] 步驟6:對于最小連通網(wǎng)絡(luò)N，斷開步驟5中選出的問題線路，由此形成若干僅含有 PMU廠站的子連通島即由原最小連通網(wǎng)路N的部分線路和節(jié)點構(gòu)成的島，或孤立PMU廠站；
[0014] 步驟7:令包含最多PMU廠站的子連通島為主島，并排除其包含的PMU廠站，則剩余 的子連通島和孤立PMU廠站中存在時鐘同步異常，對其中孤立PMU廠站和子連通島中與主島 直接相連的PMU廠站，給出檢查其時鐘同步異常的告警。
[0015] 本發(fā)明還進一步優(yōu)選包括W下方案：
[0016] 在步驟(1)中，最小連通網(wǎng)絡(luò)N的建立方法如下:首先選擇PMU廠站間的實際連通線 路即直接連通線路，并且選擇1條即可;若具有PMU的變電站或發(fā)電廠間無直接連通線路，貝U 在運兩個PMU廠站間選擇電氣距離最近的節(jié)點間連接虛擬連通線路。
[0017] 在步驟3中，對于直接連通線路的計算阻抗幅值I Z I采用下式求得：
[001 引
[0019] 其中馬，巧：，4, 4分別為線路始端電壓、末端電壓、始端電流，末端電流相量；
[0020] 虛擬連通線路端節(jié)點間的電壓相角差δ由虛擬連通線路始端電壓相角SuF和虛擬連 通線路末端電壓相角SuT的差值求得：
[0021] δ = δι_ρ-δυτ。
[0022] 在步驟4中，若無直接連通線路的實際阻抗幅值I Ζ I r，則用前日同時段該直接連通 線路的阻抗幅值的期望值I Z I E-pre替代。
[0023] 在步驟5中，ERz取值范圍為20%-40%，ERs取值范圍為40-60%，優(yōu)選ERz為30%， ERs為50%。
[0024] 本發(fā)明的實施將使得電網(wǎng)控制中屯、的運行人員僅根據(jù)具有相量測量裝置的變電 站、發(fā)電廠日常上送調(diào)度主站的電壓相量、電流相量就可W及時發(fā)現(xiàn)相應(yīng)廠站時鐘同步系 統(tǒng)是否存在問題，避免過多依賴廠站的就地監(jiān)視和分析系統(tǒng)，有利于及時、獨立地發(fā)現(xiàn)時鐘 同步故障，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定決策的可靠性。
【附圖說明】
[0025] 圖1基于相量阻抗計算的廠站時鐘同步故障監(jiān)測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步詳細介紹。
[0027] 如圖1所示為基于相量阻抗計算的廠站時鐘同步故障監(jiān)測方法流程圖。本發(fā)明所 提出的廠站時鐘同步故障監(jiān)測方法模塊運行于電網(wǎng)調(diào)度控制中屯、的廣域測量系統(tǒng)平臺。各 個具有相量測量裝置的發(fā)電廠和變電站將同步相量測量數(shù)據(jù)W50帖/秒等高頻速率上送調(diào) 度主站，存儲于主站的同步相量實時庫和歷史庫，主站的時鐘同步監(jiān)測模炔基于同步相量 實時庫信息按照本專利所提的方法在線計算各變電站間的線路阻抗(和相角），并與實際阻 抗值或歷史阻抗值(和相角)進行比較，通過其差異發(fā)現(xiàn)廠站間的時鐘同步故障，并根據(jù)廠 站間時鐘同步的一致性定位具有同步故障的廠站。其具體包括W下步驟：
[0028] 步驟1:在電力系統(tǒng)的同一個電氣島（即帶電的并且相互直接連通的所有電網(wǎng)元件 構(gòu)成的系統(tǒng)）中，在全部裝有相量測量裝置PMU的各變電站和各發(fā)電廠間建立一個最小連通 網(wǎng)絡(luò)N，即用最少數(shù)目的實際直接連通線路或虛擬連通線路將各安裝有PMU的廠站連接起來 的網(wǎng)絡(luò);其中連通線路的選擇方法如下:優(yōu)先選擇PMU廠站間的實際連通線路，并且選擇1條 即可;若具有PMU的變電站或廠站群與其他PMU廠站群間無直連線路，則在運兩個PMU廠站群 間選擇電氣距離最近的節(jié)點間連接虛擬連通線路；
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