基于gps的功角测量跟同步相量在电力系统中的运用探究.doc

基于GPS的功角测量及同步相量在电力系统中的应用研究 作者：未知 文章来源：网友提供 点击数：141 更新时间：2006-5-18 14:34:47 基于GPS的功角测量及同步相量在电力系统中的应用研究 龙厚军,胡志坚,陈允平 (武汉大学电气工程学院 湖北省 武汉市430072) 摘 要：针对GPS技术在电力系统中的广泛应用，系统介绍了现有的发电机功角直接和间接测量方法，并分析了其优缺点；具体论述了基于GPS同步测量的同步相量在电力系统状态估计，稳定控制，失步预测保护等方面的国内外应用发展情况。并指出基于同步相量的区域稳定控制理论还待进一步研究和突破。 关键词：功角测量；相量控制；暂态稳定；状态估计；全球定位系统 A Study of Power Angle Measurement Based on GPS and Application of Synchronized Phasor in Power System Long Houjun, Hu Zhijian, Chen Yunpin (Department of Electrical Engineering,Wuhan Abstract: Aimed at the application of GPS technology in power systerm,the paper introduces the power angle measurement methods,and analyses them virtues and shortcomings ;synchronized phasor based on synchronized phasor measurement is discussed in detail and the research results are also introduced in follows: status estimate,stability control,step-out predictive and protect etc. In conclusion,the paper points out that transient stability control theory based on synchronized phasor is still required further research and development. Key words: Power Angle Measurement；Phasor Control；Transient Stability；Status Estimate；GPS 0 引言 从60年代美国开始进行空中定位研究，1974年基于GPS概念的全球定位系统开始正式研制，1985 85年进入民用领域，1993年此系统正式建成。 90年代以来基于全球同步卫星定位系统(GPS)的高精度定时技术逐步被引入电力系统。利用其时间误差小于1μs，对于50Hz的工频信号其相位误差不超过0.018°的高精度时钟从而实现对电网运行数据的实时同步采集，并可在此基础上得到电压电流相量和发电机功角这反映系统运行状态的重要参数. 电力系统中功角稳定性，电压稳定性、频率动态变化及其稳定性皆不是各自孤立的现象，而是相互诱发相互关联的统一物理现象的不同侧面，其间的关联又受到网络结构和运行状态的影响。这其中母线电压相量及发电机功角状况是系统运行的主要状态变量，是系统能否稳定运行的标志，如果它能被直接测量，不仅能用于调度中心的集中监视和控制，而且能用于分散的就地监视和控制，提高状态估计的可靠性，更有可能完全实现电力系统的实时自动控制，解决系统的稳定问题。因此实时测量发电机的功角和母线电压相量，将是电力系统稳定监视和控制的关键基础。 通过基于GPS实时相量测量，可以实时得到电网的状态量，即可以得到实际系统精确模型的历史数据和当前轨迹。由于相角涉及到电力系统的监视、控制和保护等诸多领域，而实时相量测量的实现，将推动电力系统的监视、控制和保护等新方法和理论的发展，为电力系统的稳定控制和保护开辟一个新的领域。 1 功角测量 1.1 功角及功角测量 功角表示发电机内电势和端电压之间的相位差，即表征系统的电磁关系，还表明了各发电机转子之间的相对空间位置，而这恰好是判断各发电机之间是否同步运行的依据。 由于发电机的不同步运行或者系统振荡，会危及发电机及变压器甚至整个系统的安全，振荡电流的持续出现，将使大型汽轮发电机定子过热、端部遭受机械损伤，使大轴扭伤，缩短运行寿命。从电力系统安全稳定的客观要求出发，发电机失步及失步预测保护十分必要。所以发电机转子角度的获得