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Evaluating the Network Communication Delay with wams for Multi-energy Complementary Systems

CSEE Journal of Power and Energy Systems 2020年第2期6卷 402-409页

作者： Xiaoli Liu Shuaidong Zhang Xianghui Zeng Lei Yao Yujie Ding Changhong Deng School of Electrical Engineering and Automation Wuhan UniversityWuhan 430072China GNSS Research Center Wuhan UniversityWuhan 430072China Electric Power Research Institute of State Grid Qinghai Electric Power Corporation Xining 810008China

A key infrastructure component of phasor-based wide-area monitoring and control systems(WAMCS)for multienergy systems is the requirement that the practical network communication should not only be reliable but also sufficiently effective to ensure real time monitoring and fast control.However,the rise in the deployment of phasor measurement units(PMUs)has increased the effective attack surface available to attackers and wide area measurement system(wams)applications.Such applications have strict and stringent delay request,e.***.end to end delay as well as delay variation between measurements from different PMUs.In order to solve this problem,this paper proposed that the communication network hierarchy is an effective method for evaluating latency by considering the dynamic characteristics of the PMU data stream in the wams.Compared with the existing methods,where the upper bound of delay was given,the proposed method is approximated to the real latency in order to enhance the performance of the controller by considering the delay compensation.In this paper,a three-layer hierarchical distributed topology structure of the wams communication network was therefore constructed.Using the dynamic characteristics of time-division grading and sampling intervals with the PMU data stream of the wams communication network,the network calculus algorithm was exploited to assess the latency of the dynamic PMU data stream for a 50 Hz power system.Finally,an OPNET-based three-layer communication network simulation model was established.In order to demonstrate the effectiveness of the proposed method,the results from a simulation controller are presented.

关键词： Communication latency network calculus OPNET PMU wams

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Transmitting electric power system dynamics in SCADA using polynomial fitting

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Science China(Technological Sciences) 2009年第4期52卷 937-943页

作者： DUAN XianZhong SU Sheng MEI Nian College of Electrical and Electronic Engineering Huazhong University of Science and TechnologyWuhan 430074China

The paper proposes an approach to transmit electric power system dynamics in the SCADA. With the prevalent application of digital substation automation system, it is feasible for the remote terminal units (RTUs) to collect phasors within a substation. However, limited communication capacity remains the bottleneck that prevents SCADA from transmitting system dynamics. This paper proposes to compress dynamics data with curve fitting in the RTUs and reconstruct the dynamics in the SCADA server for reducing communication demand. Dispatchers in the control center can thus get system dynamics with a delay of several seconds. Simulation result shows that for a power system under disturbance with short-circuit that once occurred and was cleared, the SCADA can approximate the original dynamics with satisfying precision using limited degree polynomial fitting. The approach is highly scalable and adaptable, and can be implemented on existing communication infrastructure with a few software modifications. The approach has extensive application potential.

关键词： SCADA wams (wide area measurement system) polynomial fitting system dynamics

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PMU-wams research and application in Brazil

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Global Energy Interconnection 2019年第1期2卷 85-93页

作者： Xugen Fan Fei Xiong Leihai Jiang State Grid International Development Limited Global Energy Interconnection Development and Cooperation Organization NARI Group Corporation

Wide area measurement system(wams), which is based on synchronization data from phasor measurement units(PMU) and EMS SCADA, is implemented to establish a system model that can handle certain functions such as realtime power system monitoring, oscillation mode analysis, accident analysis and decision-making assistance for emergency control. The Brazilian Interconnected Power System(BIPS) is a large system covering an extensive geographical region, which faces certain risks and challenges. It has several main transmission corridors associated with large power plants and interconnection between the northern and southeastern regions. Mismatch between the energy base and load pool also exists in Brazil as energy resources are not well-distributed; therefore, the use of large-capacity, long-distance transmission technique to transmit remote power is unescapable. On the other hand, there are many types of voltage levels and multiple entangled electromagnetic loops owing to historical reasons. Then, for insufficient power reservation and defective grid body in load pools, once the external power is cut, it's easy to raise a blackout. The infrastructure is old and the power system operates close to the upper limit. All these represent risks and challenges to BIPS. Through wams technology research method in this project, the electrical power system function of monitoring, analysis, and control improved from the static state to the dynamic state. wams enhances data integration and real-time analysis capabilities, and can provide dispatchers with high quality real-time dynamic information and decision-making support information, enhance monitoring of auxiliary services in the electricity market, enable operators to improve the accuracy of power network analysis, thereby increasing power grid monitoring and operation, and improve the transmission capacity and reliability of the power grid operation [1].

关键词： PMU wams Brazil BIPs

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wams关键技术及其在湖南电力系统中的应用

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高电压技术 2007年第10期33卷 151-156页

作者：王少荣程时杰李刚王建雄胡迪军张文磊华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074 湖南电力调度通信中心长沙410007

广域测量系统wams将成为电力系统在线分析、实时监视和实时控制的基础平台,对其关键技术进行深入分析和研究意义重大。因此介绍了近十年来对wams关键技术的研究结果及其在实际运行的wams??"湖南电力系统状态GPS同步监测系统"中的应用情... 详细信息

广域测量系统wams将成为电力系统在线分析、实时监视和实时控制的基础平台,对其关键技术进行深入分析和研究意义重大。因此介绍了近十年来对wams关键技术的研究结果及其在实际运行的wams??"湖南电力系统状态GPS同步监测系统"中的应用情况。在子站装置的实现方面,介绍了基于信号过零检测法的实用相量测量单元PMU的原理与实现方法;提出了一种基于转子位置传感器的同步发电机功角直接测量方法;提出了余数分摊法和渐进同步法,并实现了具备高精度和高稳定性的全球卫星定位系统GPS同步时钟。在wams的运行模式和同步数据交换方面,提出了wams的广域同步并行处理运行模式和实现同步数据交换的远程内存映射方法。在wams的功能方面,介绍了wams的长期连续实时录波器和同步监测数据的共享方法。这些方法都已实际应用于"湖南电力系统状态GPS同步监测系统"中,且经过长期的运行考验被证明是正确和有效的。

关键词：电力系统 wams GPS PMU 功角测量动态监测

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基于wams实测数据的电力系统仿真致差区域识别方法

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电力系统保护与控制 2021年第4期49卷 96-103页

作者：姜赫安军李德鑫刘座铭无国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106 东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林吉林132012 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院吉林长春130021

针对大电网仿真致差区域定位难的问题,给出了一种基于扰动深度和最小生成树的致差区域识别方法。该方法基于实测数据计算扰动深度指标,设定相应的阈值,解耦去除扰动小的区域,将剩余网络抽象为无向图,以仿真可信度指标作为线路的权值,求... 详细信息

针对大电网仿真致差区域定位难的问题,给出了一种基于扰动深度和最小生成树的致差区域识别方法。该方法基于实测数据计算扰动深度指标,设定相应的阈值,解耦去除扰动小的区域,将剩余网络抽象为无向图,以仿真可信度指标作为线路的权值,求取电网的最小生成树及其树枝对应最优割集。在最优割集处注入实测数据进行混合仿真,通过多次迭代压缩,最终达到识别出致差区域的目的。通过IEEE_(10)机39节点系统验证了所提方法的有效性。研究内容能有效降低动态仿真验证的代价,为下一步分块解耦以及模型参数校正提供重要的指导。

关键词：动态仿真 wams 最小生成树致差区域

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基于wams的继电保护静态特性监视及其隐藏故障诊断

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电力系统自动化 2009年第9期33卷 11-15,19页

作者：熊小伏刘晓放重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆市400030

继电保护系统的隐藏故障对电网的运行威胁很大,而隐藏故障的在线诊断十分困难。文中提出利用广域测量系统(wams)的测量计算值与继电保护装置的测量计算结果二者的差异,对继电保护装置静态特性进行实时监测,从而发现其隐藏故障,并建立了... 详细信息

继电保护系统的隐藏故障对电网的运行威胁很大,而隐藏故障的在线诊断十分困难。文中提出利用广域测量系统(wams)的测量计算值与继电保护装置的测量计算结果二者的差异,对继电保护装置静态特性进行实时监测,从而发现其隐藏故障,并建立了相应的判据。以输电线路光纤纵差保护为例,分析了隐藏故障判据门槛值的整定计算方法。

关键词：静态特性隐藏故障 wams 状态监视继电保护系统

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基于wams的后备距离保护方案

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电力自动化设备 2015年第3期35卷 75-80页

作者：康小宁刘琳王琦西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

提出了一种基于广域测量系统(wams)的后备距离保护新方案。该方案利用wams传递对端系统阻抗信息,并利用序分量网络建立电流关系式。联立频域方程,推导出包含3个未知量的线性测距方程,利用矩阵束算法提取的工频量与高频量求解故障距离。... 详细信息

提出了一种基于广域测量系统(wams)的后备距离保护新方案。该方案利用wams传递对端系统阻抗信息,并利用序分量网络建立电流关系式。联立频域方程,推导出包含3个未知量的线性测距方程,利用矩阵束算法提取的工频量与高频量求解故障距离。所提方案充分利用共享信息,不受系统频率波动与振荡以及对端系统阻抗未知造成的影响,提高了保护的可靠性与耐受过渡电阻的能力,求解过程简单、快速,适用于单回线和双回线模型。在EMTP中进行仿真,仿真结果验证了所提方案的正确性和有效性。

关键词：智能电网 wams 广域后备保护距离保护继电保护故障测距过渡电阻

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用于电力系统状态估计的wams/SCADA混合量测数据融合方法

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高电压技术 2013年第11期39卷 2686-2691页

作者：李从善刘天琪李兴源吴星四川大学电气信息学院成都610065

为了充分利用相量测量单元(PMU),并与数据监控及采集系统(SCADA)相结合以提高状态估计精度,详细分析了广域测量系统(wams)和SCADA这2套系统数据存在的4种差异(数据成分、传输延时、刷新频率、数据精度)。给出了2套数据在线性、非线性以... 详细信息

为了充分利用相量测量单元(PMU),并与数据监控及采集系统(SCADA)相结合以提高状态估计精度,详细分析了广域测量系统(wams)和SCADA这2套系统数据存在的4种差异(数据成分、传输延时、刷新频率、数据精度)。给出了2套数据在线性、非线性以及混合非线性3种估计模型下的数据成分处理方法;提出了全球定位系统(GPS)对时与时延校正相结合的方法以提高数据断面一致性;采用分段曲线拟合方法来填补PMU上传时刻SCADA数据的空缺,建立了多时间标尺混合量测预处理数据集,它可以用于多种时间尺度下的状态估计。在4节点测试系统潮流基础上叠加随机误差,形成量测数据,采用加权最小二乘估计算法,验证了该方法的有效性。

关键词：状态估计 PMU wams SCADA GPS对时时延校正分段曲线拟合多时间标尺

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基于同步相量测量技术的励磁系统调节性能分析方法及其系统实现

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电力系统保护与控制 2012年第3期40卷 135-140页

作者：王波陆进军国网电力科学研究院江苏南京210061

基于同步相量测量技术提出一种利用相量测量单元(PMU)采集的机组及其励磁系统动态电气数据量实现励磁系统动态调节性能分析和评估的方法。该方法通过检测与提取机组扰动及其励磁系统响应的过程,并结合相关励磁系统性能参数的工程化处理... 详细信息

基于同步相量测量技术提出一种利用相量测量单元(PMU)采集的机组及其励磁系统动态电气数据量实现励磁系统动态调节性能分析和评估的方法。该方法通过检测与提取机组扰动及其励磁系统响应的过程,并结合相关励磁系统性能参数的工程化处理方法实现对励磁系统主要性能指标的计算与分析,同时基于wams系统结构还设计和实现了完整的软件系统功能。通过对该分析方法的阐述及实际工程应用的效果可以看出,与常规分析方法相比该方法具有在线分析、离线研究、简单实用、使用方便等优点,其计算结果可作为励磁系统动态调节性能评价的重要参考。

关键词：同步相量测量 PMU 性能分析 wams 励磁系统

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基于wams预测轨迹的IEEAC等值

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电力系统保护与控制 2010年第4期38卷 31-34页

作者：徐英夏世威毛安家郭志忠哈尔滨工业大学电气工程系黑龙江哈尔滨150001 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

基于全系统的wams的实时测量数据和网络模型对发电机的暂态稳定轨迹进行准确预测,代替常规的时域仿真法,再对wams的轨迹预测结果采用PCOI映射:Rn→E(R1),进行IEEAC法等值。算例测试表明,将wams轨迹预测运用在IEEAC分析上,在保证预测轨... 详细信息

基于全系统的wams的实时测量数据和网络模型对发电机的暂态稳定轨迹进行准确预测,代替常规的时域仿真法,再对wams的轨迹预测结果采用PCOI映射:Rn→E(R1),进行IEEAC法等值。算例测试表明,将wams轨迹预测运用在IEEAC分析上,在保证预测轨迹准确的同时,可以正确地判断暂态稳定性,提高了IEEAC的计算效率。

关键词： wams 暂稳分析轨迹预测 PCOI映射 IEEAC

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