WAMS的主站

标准化
– PMU通信协议标准化，促进了PMU的推广使 用 – WAMS主站系统数据服务标准化，将促进 WAMS主站应用技术的发展。
PMU的发展 的发展
PMU可能会逐步融入厂站监控系统中 特别是数字式CT和PT的发展，将推动厂站监控系统把 “同步测量技术和相量测量技术”作为其支撑技术之一。 时钟同步性要求会普遍提高，对GPS信号的依赖问题将 变得很突出，应寻找更安全的授时方式。 相量测量技术应研究解决暂态过程中的计算问题，可推 动PMU技术应用于继电保护设备和安全稳定控制系统
动态过程监视 为调度员监视查看系统实时运行状态服务 表现相对角度和动态过程 数据刷新间隔100ms
母线相对角度监视（ ） 母线相对角度监视（1）
母线相对角度监视（ ） 母线相对角度监视（2）
母线相对角度监视（ ） 母线相对角度监视（3）
功率分布监视
动态曲线图（ ） 动态曲线图（1）
动态曲线图（ ） 动态曲线图（2）
实时数据库配置工具
配置PMU信息 配置实时库的数据间隔和厚度 配置扰动数据存储提前量
实时数据库浏览工具
历史数据入库服务
连续入库服务
– 数据记录密度：100ms – 记录覆盖周期由磁盘阵列容量和数据量决定 – 历史库容量管理工具
扰动记录服务
– 接收触发起止消息； – 记录提前量可达60s； – 记录持续时间可以数分钟； – 数据记录密度：10ms； – 生成数据记录事件索引。
• 不能误判，不能漏判
– 应尽快把告警信息传达到调度台上
实时动态监视 相对角度监视
– 初步实现了可视化，调度员可以清楚地看到厂 站之间的相对角度 – 缺乏相对角度限制值的设定原则，缺乏调整相 对角度的调度指导规程，对相对角度与电网稳 定的关系研究不足。
实时动态监视 联合状态估计
– 国内外均有多项研究成果，联合状态估计可以 提高估计的速度，对估计的精度改善有限。 – 对国内调度运行的积极作用还不明显，是动态 EMS的后台服务功能。
WAMS数据通信协议 数据通信协议 依据
– 《电力系统实时动态监测系统技术规范》（第 一次修订）2005.7 – 《华北电网实时动态监测系统技术规范》2004 – 《华北电网实时动态监测系统命名规范》2006
WAMS通信帧类型 通信帧类型 数据帧: PMU 配置帧 CFG1: PMU 配置帧 CFG2: PMU 命令帧: PMU 头帧：PMU 主站 主站 主站 主站 主站
广域测量系统应用概述
稳定预决策系统 统一数据平台 状态估计 低频振荡监测 动态预警 扰动识别 仿真模型修正 事故原因调查 主站
实时动态监测
离线数据分析
PMU
PMU
安全稳定控制
策略表控制 阻尼控制 解列控制
实时动态监测 低频振荡检测
– 对单一曲线（功率、频率、电压幅值）的判断 较成熟，可以给出振荡报警信息。 – 综合判断能力不足，不能估计出振荡源的位置 – 算法的可靠性和选择性需进一步提高：
稳定控制
近期最有希望实现的是以抑制低频振荡的阻尼控制。 目前多停留在理论研究阶段，尚未出现系统化的工业实 现方案。 应进行持续的深入研究，是WAMS生命力的最主要来源。
主站其他 考核电网一次调频 三态数据整合 统一数据平台 现阶段，应多关注WAMS技术与解决电力系 统稳定问题的关系，支撑作用的创新，让 WAMS的应用研究自由充分发展。
PMU
PMU数据映射到实时数据库 数据映射到实时数据库
根据子站测量的元件配置实时数据库 启动通信前置的配置工具 召唤PMU的CFG1 从CFG1中选择需要的相量和模拟量 CFG1 设置通信传输速度为100次/s 组成CFG2，下发给PMU 召唤子站的CFG2，比较主站和子站的CFG2 将CFG2映射到实时数据库
WAMS的定位 的定位
2005年国网公司系统经历了多起低频振荡事故 2005年12月国调召开WAMS使用化会议要求落实 WAMS的基本应用功能
调运[2005]239号提出WAMS实用化要求: 号 调运 重点落实低频振荡实时判别、动态稳定事件报警， 重点落实低频振荡实时判别、动态稳定事件报警，为事故 分析准备动态稳定数据；实现与SCADA/EMS的互连，传 分析准备动态稳定数据；实现与 的互连， 的互连 送报警信息、分析结果及稳态数据 逐步实现双处理模式 逐步实现双处理模式. 送报警信息、分析结果及稳态数据;逐步实现双处理模式
– 开发了PMU测量精度专用检测设备 – 开发了PMU通信协议专用检测软件
华北WAMS的体系结构 的体系结构 华北 华北WAMS包括三个组成部分
– 子站系统，
• PMU——同步相量测量装置 • 已经接入500kV变电站8个 • 已经接入发电厂5个
– 主站系统 – 高速通信系统
主站体系结构
历史数据 服务器 实时 服务器 WEB 服务器
起振阶段：频率 起振阶段：频率0.883 衰减 0.06
持续阶段：频率 持续阶段：频率0.845 衰减 -0.01
结束阶段：频率 结束阶段：频率0.913 衰减 -0.05
2005年10月29日三峡振荡 年 月 日三峡振荡
万县对获 嘉角度 三峡左一对 获嘉角度 斗笠对获 嘉角度
WEB发布服务 发布服务
配置帧
CFG1
– 由PMU产生，表明PMU可以传输的最大数据集合； – PMU根据CFG1生成就地连续动态数据记录； – 根据主站召唤，从PMU传送到主站。 – 格式（内容）：
• 各相量数据的名称和转换系数，各模拟量的名称和转换系数。
– 1个PMU只有1个CFG1.
华北WAMS50MW 最大150MW
吸收河北100MW 吸收河北100MW
在线低频振荡检测
低频振荡检测方法
– 改进的 改进的PRONY分析 分析 – 输出信号的频率、阻 尼系数、振荡幅值、 相位
客户端曲线监视
历史数据追忆prony分析 分析 历史数据追忆
2005年9月1日华北低频振荡 年 月 日华北低频振荡
通信质量管理工具 通信状态监视 通信路由检测 通道数据监视 通道报文记录和分析
通信状态监视
通道路由检测
通道数据监视
通道报文记录和解析
实时数据服务器 实时数据库：
– 以时标为索引组织数据 – 数据时间间隔10ms – 缓存10s数据，过期数据放入历史数据库
实时数据库配置工具 实时数据库浏览工具 历史数据入库服务 扰动数据入库服务
实时数据库配置工具
通信CFG2配置工具 配置工具 通信
召唤CFG1 构造CFG2
CFG2映射到实时数据库 映射到实时数据库
数据共享方式 方式一：
– 一个子站同时向多个主站发送数据 – 聊城（华北＋山东），辛安（国调＋华北）
方式二：
– 主站互联交换数据， – 主站应配置WAMS主站互联网关 – 国调＋华北＋东北WAMS互联系统
实时动态监视 WAMS互联
– 调度员应关心相邻电网或电网边界对侧的运行 情况 – 开始进入工程实施阶段，是充分发挥WAMS 优势的重要基础工作 – 新建WAMS主站应配置互联网关 – 通信速度可到50次/秒
仿真模型修正
已经实现仿真计算结果与实测结果比对 缺乏有效手段，指导运行方式人员修正仿真计算模型。 多采用人工试凑的方法。 修正仿真计算模型是一个长期的工作，靠一两次故障实 测是不能彻底解决问题的。 应结合修正方法的发展，建立仿真模型修正工作的管理 规范。
历史曲线图
厂站数据监视
发电机运行裕度监视
历史数据存储、 历史数据存储、提取和分析
数据存储方式：
– 连续数据存储
• 10次/s，无触发条件，不见断存储 • 存储周期由磁盘阵列容量决定
扰动数据存储
– 100次/s，根据触发命令启动
子站历史数据提取和追忆 主站历史数据追忆和分析
华北-东北联络线波动 华北 东北联络线波动
振幅30MW 振幅30MW
振荡频率0.35Hz 振荡频率0.35Hz
2004年5月29日神头机组甩负荷 年 月 日神头机组甩负荷
盘山， 盘山，姜家营频率 大二频率
2006年4月3日山东运河厂切机 年 月 日山东运河厂切机
外送河北50MW 外送河北50MW
辛聊线有功（MW） 辛聊线有功（MW）
13s
实时动态监测主站系统
吴京涛， 吴京涛，2006.4 北京
内容提要
华北电网WAMS现状（60分钟）
– 工作汇报 – WAMS主站体系结构和功能 – WAMS相关技术规范
（休息15分钟） WAMS技术创新与发展（30分钟）
– WAMS的功能定位 – 与WAMS相关的创新
华北WAMS工程背景和实施情况（1） 工程背景和实施情况（ ） 华北 工程背景和实施情况
格式（共16字节）
– “站名4-元件名7-类型 3”
配置帧CFG2 配置帧
主站根据CFG1产生，下发给PMU； 规定PMU实际传输的数据集合和传输速度； PMU根据CFG2生成数据帧发送给主站； 可根据主站召唤，从PMU传送到主站。 PMU 格式与CFG1一致。 1个PMU可以有多个CFG2，分别对应不同的主站
立项依据
– 国电规[2000]140号《全国电网二次系统“十五”规划纲要》 – 华北电集科[2001]107号，华北电集科[2003]1号文件 – 《华北电网电力系统实时动态监测系统技术功能规范》
实施情况
– 2003年8月华北调度局与四方公司签订合作开发合同 – 2003年12月完成主站和厂站端子站的工厂验收 – 2004年3月完成全部安装调试，投入试运行
命令帧 传递主站和子站之间的指令及其确认信息 常用指令包括：
– 主站 PMU PMU：开始发送数据，停止发送数
据，上传CFG1，接收CFG2，上传CFG2，触 发记录 – PMU 主站：确认命令