电力系统实时动态监测主站系统检测评估方法研究.docx

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1、2014年5月16PowerSystemProtectionandContro1May16,2014电力系统实时动态监测主站系统检测评估方法研究赵昆，邹昱，邢颖，窦成龙，周京阳(中国电力科学研究院，北京IOoI92)摘要：以WAMSMideAreaMearsurmentSySteIn)实际应用情况为背景，提出了WAMS主站系统评估方案。把评估内容分为三个层次，分别为系统硬件、系统软件基本功能和系统应用功能，三个层次逐一递进展开评估，并设计了对应的评估方法和评估函数。设计了综合考虑三个层次的WAMS主站系统整体评估方法和评估函数，针对主站系统的稳定性和可靠性设计了某时段WAMS系统连续多次评估方

2、法和评估函数。设计的各评估方法和函数可以为当前电网WAMS主站系统提供评价量化指标，通过各量化指标可以反映出主站系统各层次的稳定性、功能和性能.以及整个系统的稳定性、功能和性能。通过某实际系统伤真分析，证明了评估方法的有效性。关键词：相量量测：WAMS主站；评估方法；检测规范Detectionandeva1uationonpowersystemrea1timedynamicmonitoringmasterstationsystemZHAOKun.ZOUYu.XINGYing,DOUCheng-1ong,ZHOUJing-yang(ChinaE1ectricPowerResearchInstit

3、ute,Beijing100)92.China)Abstract:BasedonoperationofWAMSinthepowersystem,eva1uationshemeOfWAMSisproposed.Eva1uationcontentisdividedintothree1eve1s,inc1udingsystemhardware,systemsoftwarebasicfunctionandsystemapp1icationfunction.Thethree1eve1scontentareeva1uatedprogressive1yonebyone,andthecorresponding

4、eva1uationmethodandeva1uationfunctionofevery1eve1aredesigned.Basedon(here1ationof(he(hree1eve1s,theeva1uationfunctionsofthewho1eWAMSmasterstationsystemaredesigned.Aimingatthestabi1ityandthere1iabi1ityofthesystem,theeva1uationmethodsandfunctionsaredesignedIbracertainperiod.A(1astbasedontheaboveeva1ua

5、tionmethodsandfunctions,aquantitativeindicatorisprovidedfortheWAMSmasterstationsystem,whichref1ectsthestabi1ity,function,andperformanceofevery1eve1andthewho1emasterstationsystem.Therea1systemtestshowseffectivenessandpractica1ityofproposedmethods.Keywords:phasormeasurements;WAMSmasterstation;eva1uati

6、onmethods;testspecification中图分类号：TM71文献标识码：A文章编号：16743415(2014)10-0071-06我国已在各网省电力调度中心建立了WAMS系统，2003年前后，国调、华北、东北、华东、西北、南方、江苏、广东等电网相继建成了完整的WAMS系统，实现了利用PMU信息的电网动态监视、电网低频振荡监视与分析I、电网扰动识别I(事故后分析)、发电厂一次调频评价四、电力系统模型和参数校核等功能。随着PMU装置的大量接入、WAMS系统的建立和推广，WAMS系统相关标准化工作也陆续展开，2003年3月我国国家电力调度中心颁布了电力系统实时动态监测(控制)系统技术

7、规范(试行版)，2004年10月完成了第一次修订，为了规范电力行业对PMU子站、WAMS主站的技术要求，相继开展了一系列标准的制定，主站系统检测方面的O引言20世纪90年代以来同步相量测量（PhaSo1MeasurementUnit,PMU）技术的出现，为电网fit动态监视和事故分析提供了一种新技术实现方案IK可能。PMU主要特点在于信息的实时性（2510（帧s）和带有GPS时钟同步标识山，由此，对于电网运行的应用提升带来很大的想象空间。以PM1为应用标志的广域测量在国内外电网中得到了不同类型的试点应用仅可，随着现代化大电网技术的发展，基于PMU技术的动态监视、控制系统的研究已成为电网实时动态

8、安全分析、控制技术领域的发展热点。目前我国投入电网运行的PMU装置已超过2500套,成为世界上安装PMU装置最多的国家。OQ42OI5Pub1ishingHouse.httpwvAIIrights应机致熊候能评估，对WAMS系统的ChinaAcademicreserved.E1cc1ronicJoiirnaI-72-电力系统保护与控制工作也在紧锣密鼓地开展。WAMS系统在实际电网已开始大量投运，相关的检测工作也已经启动，但相对应的评估工作，在实际电网应用以及相关期刊杂志等文献资料都没有看到相关的报道,当前WAMS主站系统的实用化情色Y软硬件性能如何尚没有对应的方法对其进行趣本文根据当前WAMS

9、主/漆统幽用化程t3定地功能和性:能。Q除是群鼠出零T蔽运外满足检1-2）WMAS主立“软件基本功能性能评估，检测系统软件基展功能,并对软件基本功能及性能进行评估F以保证主站系统的可用性和稳定性。CIUJ电机必或一、c厂座用功能以及姓婴构评估，包括功能完备性、计一一金版、计算精以判断主站系统的实用化水4）WAMS系统总体评估方法，考虑以上三方面评估内容之间的关系，设计WAMS系统总体评估方案。5）通过对WAMS主站系统进行连续测试评估，得出某时间段主站系统的软硬件及应用功能的性能水平，以及整个系统的稳定性。WAMS主站系统我国各网省调一般都安装了WAMS系统，其般配置如图1所示。基于PMU同步

10、相量采集技术的WAMS系统主要由三部分组成：现场PMU数据采集部分或数据汇集器（PDC）；基于电力通信网络的信息传输部分；电网调度端的主站数据处理用应用部分。这三个环节构成了同步相量信息采图2WAMS主站系统检测评估方法Fig.2Detectionandeva1uationmethodofWAMSmasterstationsystem3WAMS主站系统评估方法（1）系统硬件评估方法系统硬件是WAMS主站系统能够正常运行的基石，同时硬件性能和所处环境都是制约整个系统性能发挥的因素。基本系统硬件包括前置机、数据采集服务器、实时应用服务器、历史数据服务器、图形监视工作站、电源等，基本系统硬件是主站系

11、统不可或缺的设备。影响硬件使用寿命和性能的因素包括温度、湿度、大气压、是否有爆炸危险、是否有腐蚀性气WAMS主站系统检测评估总体思路图1WAMS主站系统2Fig.1WAMSmasterstationsystem立足实用化的角度设计了WAMS主站系统测试评估方案，对测试内容进行分类包括系统基本硬&粤方漉系统硬件系统硬件件、系统软件基本功能、系统应用功能，采用从三性评估评估检测个层次逐一推进的测试评估思路（图2）,评估步骤如下：I）WAMS主站系统硬件评估，对WAMS主站系统的主要硬件及环境进行检测评估，判断当前硬WAMS主站系统WAMS主站系统评估系统应用功能评估系统软件基本功能检测系统软件基系

12、统应用功本功能评估能检测i()(4-)5Pki.nc1A11mMSChinaAcademico111111凰，等电力系统实时动态监测主站系统检测评估方法研究-73-源；计算机机房符合GB/T2887-2000电子计算机场地通用规范的规定；交流电源满足要求；不间断电源满足要求等。基本系统硬件集合为表示缺失；pe二1表示性能指标在系统技术要求范围内，p/力=0表示性能指标不在系统技术要求DEV=devydev2,de%,c1ev,a范围内；入2为基本系统软件权重；pt为基本系影响因子集合为统功能性能指标权重；ase2为系统软件基本功能层IN1=in,inI2,in11,/7w)评估。设计评估函数为

13、(3)系统应用功能性能评估方法OSedeV=dede%Av,1其他必备系统功能包括告警、制表与打印、/叫信监视功能、动态监视功能、远程维护及故障诊断Zin1功能等,必备应用功能包括低频振荡监视与分析、电网扰动识别、发电机一次调频评价、电力系统模型和参数校核。对应应用功能指标包括振荡频率计算误差要求、低频振荡报警正确率、电网扰动报警IE确率、发电机一次调频正确识别率、一次调频分析结果能够保存的时间、电力系统模型和参数辨识的正确率，各应用功能的稳定性、容错性和计算效率等。系统应用功能集合为(1)(2)(3)QSe=3ase(4)in,dcvmasex=devased6v+in1asein(5)其中

14、dev+in1=1(6)式(1)式(6)中：Jevf=I表示存在，devi=0表示缺失；i山尸1表示适合系统硬件运转，加/=O表示不适合系统硬件运转；入dev为系统硬件权重；Xr为影响因素权重；se为系统硬件层评估结果。(2)系统软件基本功能性能评估把WAMS主站系统必备的基本系统功能作为系统评估的第二层内容，其建立在第一层系统硬件基础之上，又作为后续其他系统功能和应用功能的必备条件，主要包括数据采集、数据通信、数据处理与运算、数据存储与管理、图形功能等。基本系统功能的性能指标包括系统响应时间、主站负荷率、数据误差、系统权限管理等。基本系统软件功能集合为SYSB=(.vyv,sysh2,sys

15、bi,syshn)(7)对应各性能指标集合为APP=appiapp,app,app(13)12/03对应的性能指标集合为(14)j=se=(15)appn3/=/3yy(peraapp)1PERA=perq,pera2,per%,peramJ一评估函数/=3EaPPipcrae-Mase(16)PeragaSe=(+asease)3appappPCn1PCra(j7)QSCaSCSyS其中(8)PERB=perb1,perb2i,perb1,app+pera=1(评估函数为4S4*=sysb1asysb2.sysbn2=12P他式(13)式(18)中：4pPj=I表示具备此功能，(9)。勿,二O表示不具备此功能。pera/二1表示性能指标满足系统技术指标要求，Pem/=0表示性能指标=0ve(10)ase不满足技术指标要求；Aw为系统应用功能权重；pefbsysW2为对应性能指标权重。式(16)中的。即为濠6=(入泄.42+小4修皿)原