电网动态实时监测技术

电网动态实时监测技术

1 技术原理

电网实时动态监测是近年来发展起来的一项新技术，又称为广域测量，是电力系统三项前沿课题之一。

20世纪90年代初，基于全球定位系统（GPS）的相量测量单元（PMU）的成功研制，标志着同步相量测量技术的诞生。它在电力系统中的广泛应用，促进了电网实时动态监测系统（WAMS）的形成和发展。美国于1992年开始装设相量测量装置，我国也于1995年开始组建了电网的功角监测系统。

1.1 电网实时动态监测系统的作用

随着区域电力系统互联的发展，电力系统动态行为的监测和控制日益受到广泛关注。国家电力调度通信中心于2003年2月颁布试行的《电力系统实时动态监测系统技术规范（试行）》中提到：“为配合全国联网，进一步加强电力系统调度中心对电力系统的动态稳定监测和分析能力，应在重要的变电站和发电厂安装同步相量测量装置，构建电力系统实时动态监测系统，并通过调度中心分析中心站实现对电力系统动态过程的监测和分析。该系统将成为电力系统调度中心的动态实时数据平台的主要数据源，并逐步与EMS系统及安全自动控制系统相结合，以加强对电力系统动态安全稳定的监控”。该技术规范强调了对电力系统动态过程的实时监测。

利用电网实时动态监测系统的动态监测特点，结合EMS系统的稳态监测优势，可以建立保证复杂大电网安全运行的调度辅助系统。依托电网实时动态监测系统，可以建立大区电网动态模型参数识别、仿真计算校核、修正系统，为电力系统模型尤其是负荷模型的选择提供了科学依据。电网实时动态监测系统还是建立安全稳定控制装置协调管理系统、大区电网级的预防控制和恢复控制系统的基础，能进一步充分发挥电网安全自动控制装置作用、提高电网输送能力。

大量的应用实践证明，电网实时动态监测系统能监测电网运行状态、进行系统特性分析，准确捕捉电力系统在故障扰动、低频振荡和系统试验等情况下的动态过程及行为特性，成为校核电力系统稳定计算模型的有效手段，取得了较好的社会效益和经

济效益。

电力系统动态过程的实时监测对电力系统的稳定分析、预警、调度、事故分析、参数辨识及在线稳定决策都大为有益，将给电力系统的运行及控制带来巨大变革性影响，为解决复杂电力系统的系列难题提供了新的有效的手段。WAMS实时同步测量、快速传输的特点非常适合实现大范围快速控制，是控制区间功率交换、限制事故区域扩展、提高主网架安全稳定水平的最具潜力的手段之一。因此，认真研究、正确评估、大力发展电网实时动态监测系统是十分必要的。

1.2 电网实时动态监测系统技术原理

交流电网各母线电压间的相对相角及发电机功角是电网运行的重要状态变量。功角和相对相角的大小反映了电网的稳定裕度，功角和相对相角的周期变化反映了电网的振荡频率。因此，实时监测功角和相对相角是了解电网动态特性的重要手段，为保证电网稳定运行提供了重要前提。

电力系统实时动态监测系统由相量测量装置（PMU子站）和电力系统实时动态监测系统主站构成。

相量测量装置用于同步相量的测量和输出以及进行动态记录。相量测量装置的核心特征包括基于标准时钟信号的同步相量测量、失去标准时钟信号的守时能力、相量测量装置与主站之间能够实时通信并遵循有关通信协议。在一些电网，其安装在发电厂的相量测量装置还可以通过测量与计算相结合的方法输出发电机内电势、功角等信息。

实时动态监测系统主站是安装在电力系统调度中心、变电站或发电厂的计算机系统。主站管理和控制相量测量装置的工作状态；接收来自子站或其他主站的测量数据、事件标识、暂态记录文件、动态记录文件等，对这些数据进行分析、处理、存储、归档，利用这些数据开展电力系统稳态分析、全网动态过程记录和事后分析、电力系统动态模型辩识和校正、暂态稳定预测及控制、电压和频率稳定监视及控制、低频振荡分析及抑制、故障定位及线路参数测量等方面的研究和应用。主站可以接收EMS等其它系统的数据；开放相量数据给其他应用软件系统调用，并转存到历史数据库。主站中还包括高级应用层，集中了在线电网运行动态监测系统（直观的图形显示、调度决策辅助系统）、数据处理，数据的管理与维护及离线分析等工具与软件。所有这些应用给电力系统分析和控制提供了新的视角和方法，成为制定电力系统控制策略和确定

电力系统设计、运行、规划方案的重要依据。

同步相量测量的基本原理如下：利用高精度同步时钟实现对电网母线电压和线路

电流相量的同步测量，通过通信系统传送到电网的控制中心或保护、控制器中，用于

实现全网运行监测控制或实现区域保护和控制。

交流电力系统的电压、电流信号可以使用相量表示，相量由两部分组成，即幅值

X （有效值）和相角φ，用直角坐标则表示为实部和虚部。所以相量测量就必须同时

测量幅值和相角。幅值可以用交流电压电流表测量；而相角的大小取决于时间参考点，

同一个信号在不同的时间参考点下，其相角值是不同的。所以，在进行系统相量测量

时，必须有一个统一的时间参考点，高精度同步时钟就提供了一个这样的参考点。任

意两个相量在统一时间参考点下测得的两个相角的“差”即为两地相对相角，这就是

相量测量的基本原理。

设正弦信号：

x （t ）=)2cos(2φπ+ft X

（式9－1）

可以采用相量表示为：

φφφsin cos .jX X Xe X j +===I R jX X + （式9－2）

由式9－2可见，相量有两种表示方法：直角坐标法（实部和虚部）和极坐标法

（幅度值和相位）。交流信号通过傅里叶变换，将输入的采样值转换到频域信号，从

而得到相量值。式9－1可以用相量的形式表示出来：

I R k N j N k k

jX X e x N X +==??=∑π2102 （式9－3）

实 部 虚 部

r V

图9－1 交流信号相量图

如图9－1所示，V （t ）代表变换器要处理的瞬时电压信号，通过傅里叶变换，

电压或电流可以用相量的形式表示出来。

假设电力系统中的两个节点对应的电压信号分别为)2cos(211ft V f π=、

)2/2cos(222ππ?=ft V f ，其对应的相量分别为1V 、2V 。当t=0时刻接收到GPS 系

统发送的秒脉冲信号（1PPS ），两节点同步电压相量如图9－2所示，在统一的坐标系中1V 超前2V 90°。

图9－2 同步相量测量原理

2 国内外应用情况

2.1 国外应用情况

美国NYPA （New York Power Authority ）于1992年开始装设相量测量装置，除

了用于相量测量以外，还用于系统谐波监测、系统扰动监测。

1995年，在美国能源部的支持下，广域电网监测系统／动态运行监测系统在美国

西部电力联盟（WSCC ）投入试运行，此工程项目主要是确定在大电网的输变电系统里

新的数据测量与信息需要，经过运行，以便制订为了满足复杂的大电网运行所需要的

电网运行状态监测、预警、动态控制的指南。广域电网监测系统／动态运行监测系统

（WAMS ）技术已经证实是维护电力基础设施在大电网长距离高效率输电条件下的可靠

与安全运行的工具。这一技术的采用，提高了美国西部输电能力，在西部大停电事故中记录了极其珍贵的数据。

由于广域电网监测系统/动态运行监测系统（WAMS）技术的采用，1996年8月10日美国西部大停电事故的数据在两分钟之内就得到了分析，对恢复供电给出了准确的指导。

由于广域电网监测系统／动态运行监测系统（WAMS）的在线数据支持，大古力（Dalles）水电站的发电能力大大提高。

美国佛罗里达（Florida）和佐治亚（Georgia）电力系统装设了由三个PMU组成的监测系统。在一次系统扰动中，监测系统在佛罗里达电网和Florida－Georgia联络线上同时监测到系统有功率摇摆，完整地记录下了动态过程系统的电压、功率、频率的变化情况，而传统的故障录波器无法检测到这种扰动。

美国能源部（DOE）在总结大型互联电力系统事故的基础上，在20世纪90年代中发起“广域电网测量系统”项目研究，由美国邦纳维尔电力局（BPA）和西部电力局（WAPA）牵头进行。1996年夏美国西部大停电事故后，加强了对该项目的支持力度。

该系统的建设计划分为3个阶段：

（1）开发、安装先进的西部电力系统动态测量、监控信息系统；

（2）研究开发先进的产品级数学工具，处理广域测量的数据；

（3）应用广域测量的数据，进行西部电力系统全网动态分析。

该项目将有着广泛的应用领域：

（1）美国电科院的FACTS项目；

（2）动态安全评估（DSA）和电压安全评估（VSA）；

（3）互联系统安全网络（ISN）；

（4）开放式实时信息系统（OASIS）；

（5）电力系统可靠性维护（RCM）。

自2000年，在电力可靠性技术咨询集团（CERTS）的组织之下，美国西部电力联盟（WSCC）与美国能源部国家实验室、美国电科院（EPRI）、几所大学合作，开始了用于检验西部电网稳定特性的运行试验及电网动态运行稳定性的控制等领域的工作与研究。

在开发负荷监测系统、负荷模拟方法及负荷模型方面，美国也做了不少工作。美国电科院（EPRI）与新墨西哥州大学（New Mexico State University）合作，选择

典型的居民负荷、商业负荷、工业负荷和农业负荷馈线安装数据采集装置，安装在带负荷调压变压器（LTC）的二次侧。捕捉负荷对电压扰动的响应，用所测得的数据，识别每一类负荷的响应，转换并简化，利用分类数据进行外推。

为了开发负荷监测系统、负荷模拟方法及负荷模型，在新墨西哥电力公司3个低压配电站安装了监视系统（PMU和PPSM），收集试验和扰动数据，开发基于物理的负荷模型识别方法，提出了用于切负荷方案设计的模型，证明了ZIP（恒定阻抗、恒定电流、恒定功率）模型不能反映实测结果，并开发了12条馈线的负荷模型，将负荷模型更新为（ZIP＋马达）模型，模型看来是合理的，但还需要更多的数据和验证，包括不同季节模型的验证，并将模型转换到PSLF（GE开发的潮流、稳定程序）格式。

美国PTI、BPA、南加州爱迪生公司的WAMS目前还主要用于事件记录和系统振荡模式研究，系统模型的改进主要是通过WAMS系统记录故障信息，通过离线分析、计算，比较实测曲线，滚动修改模型。

虽然美国WAMS系统应用时间较长、范围也比较广，但目前主要用在系统正常监视及事故分析上，用于电力系统稳定控制还任重道远。

法国电力公司的协调防御计划是由24个同步相量测量装置和位于控制中心的两台计算机组成。90年初，在完成了许多前期研究工作的同时，5台相量测量装置在法国电网中投入运行，同步时钟采用了GPS授时信号。相量测量装置将电压、相角和频率信号送往控制中心，信号发送频率为每秒钟20帧。到97年法国电网中已装设了12台相量测量装置，系统其余的相量测量装置正在安装之中。控制中心的一台计算机用于决策处理，另一台用于分析系统状态行为。为了提高系统的可靠性，采用了两套独立的通信通道：卫星通信网和地面微波通信网，整个系统的响应时间为1～1.3s，控制中心收集相量测量装置送来的数据后，进行实时分析以检测是否会出现同步失稳，是否要解列及切负荷。切负荷的信号通过卫星通信发送到变电站，解列的命令则同时由微波和卫星传送。

日本东京电力公司基于相角预测的失步保护投入试运行多年。

日本东北电力公司在电网中多个节点安装了具有同步相量测量功能的实时监测与记录系统，用于电力系统控制和保护装置投运试验，其记录情况如下：（1）在PSS试验中，记录电力系统波动情况；

（2）在自动电压无功控制器（Automatic Voltage and Q Controller）试验中，记录电压波动数据；

（3）在利用SVC进行系统稳定试验中，记录系统波动情况；

（4）记录系统意外事件中电力系统波动情况；

（5）在实时监测中，用于研究远方母线间电压相角差；

（6）记录东北电网与东京电网互联线间的功率振荡情况。

国外大量同步相量测量装置投入到电力系统实际应用中，应用于状态实时监测、电力系统控制和保护装置投运试验、继电保护、电力系统扰动记录等多个领域，为电网动态运行提供了可靠与精确的连续性监测与连续性记录，如：低频振荡时的振荡频率和振幅、功角稳定越限时的功角测量角度、电压稳定越限时的电压幅值等。

2.2 国内应用情况

国内自20世纪90年代中期开始进行同步相量测量技术的研究和推广应用，随着信息、通信等技术的发展，同步相量技术在国内得到了很大发展和广泛应用，逐渐形成了一个新的技术领域。

中国电力科学研究院和台湾欧华科技有限公司合作，研制了ADX3000电网功角监测系统，在国内得到了较广泛的应用，从1995年开始组建了以下电网的功角监测系统：

（1）南方电网于1995年开始组建实时功角监测系统，目前已在11个变电站安装了功角监测装置。主站设在南方网调。

（2）华东电网于1997年开始构建基于相量测量的实时功角监测系统，目前已在9个厂站安装了实时功角监测装置，基本构成了一个可以监测华东电网主要节点功角及潮流等实时运行参数的稳定监录系统。该系统还实现了功角的WEB浏览，并实现动态记录文件的WEB浏览。系统还首次在相量测量系统中实现了发电机内电势测量功能。

（3）国调中心在阳城－江苏输电线、福建－华东联络线上安装了实时功角监测装置。主站设在国家调度中心。

（4）福建电网于2001年也构建了实时功角监测系统，现已在6个厂站安装了实时功角监测装置。主站设在省中调。

（5）四川电网于2002年构建了实时功角监测系统，现已在8个厂站安装了实时功角监测装置。主站设在省中调。

（6）华北电网于2004年组建了实时动态监测系统，现已在7个厂站安装了实时功角监测装置（PMU）。主站设在华北网调。

以上各系统多次记录到了电网出现的各种扰动，使分析人员看到了在此过程中整

个电网的动态变化情况，也使分析人员可直接看到在此过程中的系统各站的功角变化情况，为电网的稳定运行提供了有力的支持，为事后的稳定分析提供了极为宝贵的现场记录数据。

中国电力科学研究院于2004年初研发了自主知识产权的PAC－2000电力系统相量测量装置及PSWAMS－2000实时动态监测系统主站。并于2004年投入东北电网运行。在华东电网新的实时动态监测系统中，也有7个厂站即将投入运行。

清华大学于1997～2000 年在黑龙江东部电网安装了7 个实验性的PMU装置，组建了一套监测系统。

华北电力大学在内蒙古电网安装了PMU装置，组建了一套监测系统。

河海大学在河南电网安装了PMU装置，组建了一套监测系统。

四方公司从2003年初研制出SSC－200相量测量装置，并陆续组建了以下电网的功角监测系统：

（1）江苏电网于2003年组建实时功角监测系统，现已在9个厂站安装了实时功角监测装置。主站设在省中调。

（2）国调中心于2003年底组建了实时动态监测系统，共有8个厂站安装了实时功角监测装置。主站设在国调中心。

（3）华北电网于2004年组建了实时动态监测系统。共有6个厂站安装了实时功角监测装置。主站设在华北网调。

（4）广东电网于2004年组建了实时动态监测系统。共有7个厂站安装了实时功角监测装置。主站设在广东省调。

上海南瑞公司于2003年研制出PMU装置，在江苏、华北、河南等电网安装。在华东电网WAMAP系统中PMU部分与中国电力科学研究院共同中标。

北京中海智公司与美国MACRODYN公司合作，在东北电网实时动态监测系统中安装了7个厂站的PMU装置。

东北电网于2004年初组建了实时动态监测系统。系统中安装了美国MACRODYN公司的PMU装置、四方公司的PMU装置以及中国电力科学研究院的PAC－2000相量测量装置，共12个厂站。该系统主站的后台机是电科院PSWAMS－2000实时动态监测系统，前置通讯由四方公司提供。在2004年3月25日和2005年3月29日的两次东北电网大扰动试验中，该系统完整记录了两次扰动过程的数据，为事后分析提供了准确的数据。

华东电网在2005年初组建了新的实时动态监测系统共16个厂站。系统中安装了中国电力科学研究院的PAC－2000相量测量装置和上海南瑞的相量测量装置，主站由南瑞稳控公司提供。目前该系统正在投运阶段。

由以上情况可知，国内许多网、省电网已组建了实时动态监测系统，共有100多个厂站的相量测量装置已经投入运行。其它网、省电网公司也已经在着手准备了。运行实践证明，同步相量测量系统不仅为电网的安全运行提供准确的实时功角数据，还能成为电网运行的“黑匣子”，忠实、精确地记录电网中发生的所有异常工况，成为电网安全稳定运行不可缺少的工具。

可以预见，1～2年之内全国各网、省电网的实时动态监测系统将全部投入运行。相量测量装置的覆盖面将大大增加，部分高级应用功能也将实现。这将使全国电网的稳定运行有更可靠的保证，运行水平将进一步提高。

2.3 国内外同步相量测量装置及WAMS系统功能对比分析

表9－1给出了国内外同步相量测量装置性能指标、功能、通讯、触发方式、输入通道等的差异，从模拟量输入通道、开关量输入通道、A/D采样频率、相量输出频率、输出的计算量、电压精度、电流精度、相角精度、频率精度、时间同步精度、GPS 定位功能、守时能力、A/D精度、PMU数据存储时间、频率越限触发、频率变化率触发、电压越限触发、电流越限触发、零序越限触发、负序越限触发、最大偏移功角触发、状态量变化触发、手动触发、远方触发、实时监测功能、实时记录功能、暂态录波功能、谐波分析功能、通道组织、通讯协议等关键指标对比情况看，国内同步相量测量装置技术水平与国外相比毫不逊色。

表9－2给出了国内外WAMS系统功能情况。从表9－2中可以看出，国外WAMS系统与国内WAMS系统功能各具特点，主要差异表现在：

（1）在电力系统正常、异常运行状态监测与记录的应用上，国内较国外考虑的更为细致，增加了发电机内电势测量及发电机内电势计算、功角的WEB浏览、WAMS 间系统互联、联网触发记录暂态数据、动态记录文件的WEB浏览等功能。

（2）在负荷模型及参数的应用上，国内与国外同步。

（3）在电力系统稳定性应用功能上，国内与国外相比仍有差距，主要体现在缺少电力系统实时动态分析、电网动态运行稳定性的控制、相量测量的自适应失步保护及基于相角预测的失步保护等功能应用。

总体看来，国内WAMS与国外WAMS系统应用水平基本同步。

表9－1 国内外同步相量测量装置对比分析表

表9－2 国内外WAMS 系统功能情况对比表 WAMS 系统功能

美国法国 日本 中国相量测量

√ √ √ √ 状态监测与记录（包括监测功角、潮流）

√ √ √ √ 谐波监测 √ ╳ ╳ √ 发电机内电势测量及发电机内电势计算 ╳ ╳ ╳ √ 功角的WEB 浏览

╳ ╳ ╳ √ WAMS 间系统互联

╳ ╳ ╳ √ 电力系统

正常运行

状态监测 研究远方母线间电压相角差

√ ╳ √ √ 系统扰动监测及记录

√ √ √ √ 事件记录 √ √ √ √ 系统振荡模式记录及研究 √ ╳ √ √ 联网触发记录暂态数据

╳ ╳ ╳ √ 电力系统

异常运行

状态监测

与记录 动态记录文件的WEB 浏览

╳ ╳ ╳ √ 电网运行状态监测、预警、动态控制的指南

√ √ ╳ √ 电力系统实时动态分析，检验电网稳定特性

√ √ ╳ ╳ 电网动态运行稳定性的控制，检测同步失稳以采取解列及切负荷等措施 ╳ √

╳ ╳ 动态越限告警

╳ ╳ ╳ √ 电力系统

稳定性 相量测量的自适应失步保护、基于相角预测的

失步保护 √ ╳ √

╳ 负荷模型

及参数 负荷监测、负荷模拟方法及负荷模型 √ ╳ ╳ √

3 综合效益分析

3.1 东北电网WAMS 系统情况及应用效益分析

（1）东北电网WAMS 系统建设情况

东北电网按照“统一规划，分步实施”的原则，于2002年底开始建设东北电网500kV 主网架电力系统实时动态监测（控制）系统（简称东北WAMS 系统）。2004年3月投入现场试运行，正常稳定运行至今。

东北WAMS 系统一期工程在东北网调设置分析中心站，对电力系统运行状态进行

监视、分析、控制、预警。截止目前，东北电网已在伊敏、绥中、元宝山、方正、哈南、合心、东丰、辽阳、沙岭、董家、包家、徐家等十二个厂站配置了相量测量单元装置（PMU）子站。

东北WAMS体系结构如图9－1所示，物理结构如9－2所示。

图9－1 东北WAMS体系结构图

图9－2 东北WAMS系统物理结构图

由于电网运行时故障及扰动的发生具有随机性，为确保东北WAMS系统能够随时记录与捕捉系统动态行为，在硬件结构上分析中心站按独立系统组网（如图9－2所示），前置通信机和后台服务器均按双机配置，采取主备工作方式，备用机切换自动进行，并与DMIS之间具有可靠的安全隔离措施；在软件结构上分析中心站采用了如图9－3所示的三层体系结构，其中：数据层用于实现接收、转发、存储和管理来自子站、数据集中器或其它主站的测量数据；中间层用于实现接收和转发子站的事件标识、联网触发事故记录、监视下级子站上送的测量数据、管理子站和数据集中器的工作状态；客户层用于实现基本的离线分析和安全预警功能。

图9－3 东北WAMS系统分析中心站体系结构图

分析中心站通过专用数字通信通道与各子站相联，能同时接收多个子站上传的实时动态信息，按20ms的时间间隔记录动态数据，可以调用PMU子站所记录的暂态数据，通过对动态数据和暂态数据的合成，再现系统在故障扰动、低频振荡等情况下的动态行为和特征。分析中心站既可根据相角差越限、频率越限和人工干预信号等条件联网启动本地和下级子站的暂态数据记录，又可根据个别子站上送的内部触发信息，自动联网触发其它子站暂态数据记录，以得到所有WAMS系统子站测点在扰动过程中的暂态行为，更全面和准确的反映系统动态过程。当相对相角（包括电网送受端母线电压相角差、区域联络线两侧母线电压相角差、送端机组内电势相对受端母线电压相角差、重要发电厂机组功角）接近其预定最大值时，分析中心站可及时向相关运行人员发出系统动态越限告警信息。

为便于对比离线仿真结果与实测动态过程的差异，分析中心站采用开放式数据库存储历史数据，能够处理母线电压相量、线路电流相量、发电机功角、功率和开关量等多种表征系统动态行为的数据类型，具备依据子站测量数据计算动态过程中发电机组内电势相量的功能，可以从历史数据库和子站记录文件中复现电网扰动中的全部测量数据，按EXCEL电子表格、COMTRADE格式文件分别输出系统动态及暂态数据记录。分析中心站具备与国调中心（北京）、华北网调（北京）实时动态监测系统中心站进行双向数据通信能力，并具备与辽宁、吉林、黑龙江省调实时动态监测系统中心站进行数据通信能力，满足了东北电网与其它电网间进行实测动态数据交流的需求。东北WAMS系统采用了专用数字通信通道，不但确保了信息传送畅通无阻，而且为后续稳定控制功能的实现打下了坚实的基础。

早在2002年东北电网就开始积极考察国内外WAMS建设情况和PMU厂家生产能力，限于当时国内PMU厂家生产条件，确定东北电网WAMS一期工程所采用的PMU设备以引入国外产品为主、国内产品为辅，既引入国外先进的PMU技术，又支持民族产业发

展，推动国内厂家PMU制造技术和生产能力的进步。根据这一原则，东北WAMS系统子站设备来自3个不同PMU生产厂家，分别是北京中海智公司代理的美国Macrodyne 公司的Model 1690（7个站）、北京四方公司CSS－200（4个站）、中国电力科学研究院PAC－2000（1个站）。

为提高系统动态数据测量精度，各子站均使用独立的GPS接收系统，能实现与GPS 系统秒脉冲硬接点对时，数据采样频率均不低于4800点/秒。各子站均采用多重化容错措施，具备断线闭锁及报警、在线自检功能，确保了PMU装置可靠稳定的工作。为避免分析中心站可能出现的动态测量数据丢失问题，各子站均具有事故记录、数据记录等功能，对实时记录数据的保存时间不少于14天。此外，各子站均满足《电力系统实时动态监测系统技术规范（试行）》要求的事件记录启动量，并对相应事件进行标识，当PMU装置经启动量启动记录后，能保存全部暂态过程采样点数据。

从东北电网建设WAMS系统取得的经验教训情况看，虽然2002年国外PMU技术领先国内，但是依赖国外PMU厂家技术人员解决东北电网实际发生的问题困难较大。今后对PMU设备的选择应考虑立足国内的原则，积极引进国外同步相量测量的先进技术以促进国内相关产业发展，依托国内生产厂家设备能力，组织国内专家消化技术难题，避免出现过度依赖于国外生产厂家技术服务的不利局面，减少影响WAMS系统建设和运行的问题。

（2）东北电网WAMS系统应用情况

正常方式下，东北WAMS系统为调度、运方等相关人员提供了电网运行的动态实时数据，给调度员配置了一个全新的监视手段，还原了监测点电力系统的相量数据。东北WAMS系统地理接线图如图9－4所示。

图9－4 东北WAMS系统地理接线图

从图9－4中可以看出，同传统SCADA系统相比，东北WAMS系统既提供监测量的幅值,又提供监测量的相角，更精确的反映了电力系统运行情况。

异常方式下，东北WAMS系统不但能记录各监测量的动态数据，而且能记录各监测量的暂态数据。

图9－5给出了东北电网大机组跳闸时各厂站频率动态过程，图9－6给出了子站所记录的暂态过程，图9－7给出了WAMS记录的2005年东北电网大扰动试验方正变－元宝山电厂间相对相角。

图9－5 东北WAMS系统记录的东北电网大机组跳闸频率动态过程

图9－6 东北WAMS系统记录的异常方式暂态过程

图9－7 东北WAMS系统记录的大扰动试验方正变－元宝山电厂间相对相角从图9－5、9－6、9－7中可以看出，东北WAMS系统在异常方式下记录的数据，为运行方式人员分析故障行为、仿真计算校核等提供了可信的数据佐证，便于了解实际系统异常情况下的动态行为。

东北电网分别在2004年3月25日、2005年3月29日进行了人工三相短路试验（简称大扰动试验），东北WAMS系统经受住了大扰动试验的考验，记录了大量、珍贵、精确的测试数据，为仿真分析研究打下了坚实的基础。

（3）东北电网WAMS系统应用效益分析

东北WAMS系统投入运行已超过1年，具有相量采集、相量显示、相对相角实时显示、功角稳定监视、动态电压监测与预警、联络线相角监视、低频震荡监视、故障录波、历史事件重演、联网触发等功能，可以有效的对电力系统的动态过程进行监测和分析，并在此基础上逐步实现对电力系统动态过程的控制。东北WAMS系统满足了

东北电网准确捕捉扰动情况下动态过程的要求，记录了大量的动态数据，为调度运行人员提供了精确可靠的信息，给运行方式人员仿真研究准备了有效的验证手段，达到了离线仿真与实际动态过程对比从而进行模型校核的目的，确保了电网安全稳定运行，尤其是该系统成功的记录了2004年3月25日、2005年3月29日东北电网所进行的大扰动试验中系统动态数据以及系统发生扰动时的动态数据，为电力系统仿真计算比对提供了可靠的校核依据，成为东北电网安全稳定运行控制策略调整的重要佐证，为2004年东北电网大扰动试验后东北电网输电能力的提高作出了应有贡献。东北WAMS已经能够适合东北电网骨干网架运行状态的监测、系统特性分析和大范围协调控制，能准确捕捉电力系统在故障扰动、低频振荡和系统试验等情况下的动态过程及行为特性，成为校核电力系统稳定计算模型的有效手段。东北WAMS实时同步测量、快速传输的特点非常适合东北电网实现大范围快速控制，是控制省间功率交换、限制事故区域扩展、提高主网架安全稳定水平的最具潜力的手段之一，为东北电网创造了巨大的、不能简单的用数量直接衡量的经济效益和社会效益。

3.2 国网公司直调系统WAMS情况

由国家电力调度通信中心与北京四方公司合作研制的三峡电力系统实时动态安全监测系统一期工程于2003年12月在国家电力调度通信中心正式投运，主要包括同步相量测量装置（CSS－200/1）、实时数据中心站（CSS－200/2）和高级应用工作站（CSS－200/3），已投运10子站，其中斗笠变电站、获嘉变电站、辛安开关站、三峡左岸电厂、江陵换流站、高岭变电站、姜家营变电站、葛洲坝电厂和万县变电站均安装了北京四方公司CSS－200/1分布式同步相量测量装置，三堡子站为中国电科院PAC －2000集中式同步相量测量装置。

国网公司直调系统WAMS主站实现了如下应用功能：功角信息地理分布图显示；实时曲线显示；相量图显示；三维功角电压显示；主站历史数据追忆和分析；子站历史数据追忆召唤子站数据；对子站人工触发、下发命令；回放子站数据；实时显示在线低频振荡分析结果，并在后台服务器的低频振荡分析进程发现低频振荡后能够自动弹出窗口显示最新的低频振荡数据；实时数据WEB发布。

国网公司直调系统WAMS投运以来，在高姜线多次成功地捕捉了线路上发生的功率振荡。在电网事故监测中，该系统也准确记录了故障的数据，多次补捉并记录了龙政直流、江城直流等直流系统线路故障、闭锁故障时系统的动态数据，以及三峡发输

电系统发生故障时的动态数据、华北发输电系统发生切机、甩负荷时的动态数据等，提供了大量的电网动态运行信息，能够为电网分析事故，制定应对措施提供有效的手段，为三峡电网的安全稳定运行提供了可靠保障。

2005年3月29日东北电网第二次大扰动试验前，在国调公司牵头，华北电网和东北电网配合下，由四方公司承担，共同实现了国网公司直调系统WAMS主站、华北WAMS主站和东北WAMS主站的实时数据交换。通过该互联，扰动当日国调和华北网调及时看到的整个扰动的全过程，为建立全国电网动态监测系统提供了重要的实践借鉴。

3.3 华北电网WAMS系统情况

华北电网于2004年组建了实时动态监测系统（华北WAMS）。2004年3月华北WAMS 投入运行，主站设在华北网调。华北WAMS一期工程共有7个厂站安装了实时功角监测装置（PMU）。子站与主站之间通过电力调度数据网（SPDnet）的2Mb/s通道实现高速实时通信，初步实现了对华北电网动态过程的在线监测。

华北WAMS的基本功能：实时数据信息的可视化和必要的系统管理维护功能。主要包括：实时动态曲线的监视；实时相量图监视；地理接线图监视；系统通信状态监视；主站系统双机双网守护与状态监视；报文监视工具等。华北WAMS在线安全分析功能，主要包括系统功角预警、电网扰动识别与告警和在线低频振荡监测与分析。三个分析功能均以实时数据为基础，对系统状态进行不间断在线分析。

一期工程投运后，华北WAMS已基本形成了对山西、内蒙向京津唐送电的500kV 线路和华北电网与东北、华中联网的500kV联络线的四大通道的在线监测。根据华北电网规划将逐步在华北电网接于500kV系统的发电机组及其升压站、大区间联络线华北网侧厂站，以及各省网间联络线两侧厂站装备PMU，以增加华北WAMS的监测点。通过进一步合理配置PMU的安装地点，最终实现对电网动态过程的全局观测。

3.4 华东电网WAMS系统情况

中国电力科学研究院、国家电力公司华东公司及台湾欧华科技公司联合研制开发的华东电网WAMS系统是基于GPS技术研制成功的实时系统。

华东电网WAMS系统由厂站采集装置和主站系统构成。主站包括ADX3000前置机、数据集中器、通讯设备、通讯线路、中央监控站、网络服务器及资料分析站。一期及

二期的子站监测点分别选择在新安江电厂、徐州电厂、平圩电厂、石洞口二厂、天荒坪电厂、北仑港电厂及华东福建联网线华东侧的双龙变电站。

华东电网WAMS系统具有相量测量、状态监测及记录、系统振荡模式记录及研究、联网触发记录暂态数据、功角的WEB浏览、电网运行状态预警等功能。该系统成功记录了2001年5月16日晚19时49分至53分安徽电网局部地区发生了低频振荡、华东福建电网联络线低频振荡和功率摇摆过程、2002年4月8日华东福建联络线B相故障过程的波形、2.19南桥、杨高事故等系统扰动过程，为事后稳定分析提供了极为宝贵的现场真实数据，为保证华东电网安全稳定运行提供了更充分有效的前提，为华东电网运行分析、监测控制提供了有力的手段。

4 生产能力分析

同步相量测量技术在国内外的发展和广泛应用以及WAMS系统的迅速建设，吸引了一批国内外企业涉足电网实时动态监测相关设备的生产制造领域。根据在建及已经建成的WAMS系统的统计情况，主要有以下四个有代表性的制造厂家。

4.1 中国电力科学研究院

中国电力科学研究院主要有系统所、电网所两个部门参与WAMS系统建设工作，分别从事相量测量装置、WAMS系统主站的研究、开发、制造工作。

中国电力科学研究院系统所（北京能盛电力系统技术有限公司）主要从事：电力系统及其自动化、超高压交直流输变电工程、供电和用电等方面的规划、设计、建设和运行中关键技术的研究、开发及新技术推广应用；高新技术产品的开发、生产和销售。该公司是国内第一家引进并投运相量测量系统的公司。自1996年至今，已有ADX3000和PAC2000相量测量装置共75台在国内9个网、省电力系统55个厂、站中运行。

中国电力科学研究院电网所（北京科东电力控制系统有限责任公司）是一家专业性的软件公司，专门从事电网自动化系统工程、配电自动化系统工程、调度培训仿真、变电站培训仿真和电力市场的研究开发与工程化、技术服务、技术咨询、技术培训及工程承包等。该公司PSWAMS－2000开放式面向对象功角测量系统主站1套已经在东北电网投入运行。

电力系统动态模拟综合实验

实验一 发电机组的基本操作 1． 实验目的 掌握发电机的启动、并网、增减负荷、解列停机等基本操作。 2．实验要求 （1）严格遵守实验室的各种规章制度。 （2）熟悉动模实验室模拟发电机组的基本构成。 （3） 熟悉发电机的相关知识及起停基本操作步骤。 3． 实验原理 同步发电机投入并联时，为了避免电机和电网中产生冲击电流，以及由此在电机转轴上产生的冲击转矩，待投入并联的发电机应当满足下列条件： （1） 发电机的相序应与电网一致； （2） 发电机的频率应与电网相同； （3） 发电机的激磁电动势0 E 应与电网电压U 大小相等、相位相同； 上述三个条件中，第一个条件必须满足，其它两个允许稍有出入。 图1-1表示投入并联时的单相示意图。若相序不同而投入并联，则相当于在电机的端点上加一组负序电压，这是一种严重的故障情况，电流和转矩冲击都很大， 必须避免。若发电机的频率与电网频率不同，0E 和U 之间便有相对运动，两相量间的相角差将在0~3600之间逐步变化，电压差U E U Δ -=0 忽大忽小。频率相差越大，电压差变化越剧烈，投入并联的操作亦困难；若投入电网，也不易牵入同步，而将在发电机与电网之间引起很大的电流和功率振荡。若机端电压与电网电压大小不等如图1-1（a ）或相位不同如图1-1（b ）所示，而把发电机投入并联，则将在发电机与电网中产生一定的冲击电流。在严重情况下，该电流可达到额定电流的5~8 倍。 (a) (b) 图1-1 发电机投入并联时的情况 (a)0E 和U 大小不等；(b) 0 E 和U 相位不同 为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为同步过程。实用的同步方法有两种：准同步和自同步。 把发电机调整到完全合乎投入并联的条件，然后投入电网，叫做准同步。为了判断是否满足投入并联条件，常常采用同步指示器。准同步的优点是，投入瞬间电网和电机没有（或很少）冲击，缺点是同步手续比较复杂。为了把发电机迅速投入电网，可采用自同步方法。自同步方法的投入步骤为：首先校验发电机的相序，并按照规定的转向（和定子旋转磁场的转向一致）把发电机拖动到接近于同步转速，励磁绕组经限流电阻短路，然后把发电机投入电网，并立即加上直流励磁，此时依靠定、转子磁场间所 u ? U E u ? U E

地铁供电设备带电检测技术的应用

地铁供电设备带电检测技术的应用 发表时间：2019-05-06T09:47:05.660Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：陈怀军 [导读] 摘要：带电检测技术是供电设备状态检修新技术手段，其在国外发达国家已应用多年，技术成熟。 （天津市地下铁道运营有限公司天津 300222） 摘要：带电检测技术是供电设备状态检修新技术手段，其在国外发达国家已应用多年，技术成熟。带电检测采用红外成像、超声波局放、特高频局放等技术手段，对运行状态下的设备典型参数进行检测和分析，可提前发现设备隐患。带电检测技术可以提高供电设备的运维水平，其推广应用是地铁供电设备维护的发展趋势。 关键词：地铁；供电设备；带电检测 Application of charged detection technology for metro power supply equipment CHEN Huaijun （Tianjin Metro O&M Co.，Ltd.，Tianjin 300222） Abstract：Charged detection technology is a new technology for condition-based maintenance of power supply equipment，the technology has been applied in developed countries for many years，and its technology is mature. Charged detection uses infrared imaging，ultrasonic partial discharge，UHF partial discharge and other technical means to detect and analyze the typical parameters of the equipment in operation，so as to discover the hidden troubles of the equipment in advance. Charged detection technology can improve the operation and maintenance level of power supply equipment，and its popularization and application is the development trend of metro power supply equipment maintenance. Key words：metro；power supply equipment；charged detection 引言 近年来，我国城市轨道交通快速发展，很多城市已发展至网络化运营阶段。地铁客运的特点是高效快捷、客运量大，发生延误时社会影响巨大。安全稳定的地铁供电系统是运营服务的基础条件，地铁运营对供电系统设备运营维护管理水平的要求在不断提高，停电检修时间窗口不断较小，传统的基于周期的定期检修模式已经不能完全适应地铁供电可靠性不断提高的要求。近年来，各地地铁运营公司逐步推行供电设备状态检修。 带电检测是开展状态检修工作的基础，通过对各类带电检测技术的测量数据进行综合分析，能够准确掌握设备实际运行状态，在超前防范设备隐患、降低故障损失、降低供电风险、保障地铁运营安全等方面都具有重要意义。 1.供电设备检修发展历程 设备维修体制的发展过程大致可划分为被动维修、计划性预防维修和状态检修三个阶段。 20世纪50年代前主要采用故障后维修的被动维修（Breakdown Maintenance）设备管理模式。被动维修的特点是非计划性、维修不足，设备事故多、经济损失大，设备管理具有不可控性，多数情况不能接受，这种管理模式逐渐被淘汰。 国外19世纪60年代至80年代开始采用、国内当今主要采用的是基于时间的预防性维修（Preventive Maintenance）管理模式。供电设备的定期检修大幅减少了突发性故障，但也存在维修成本高、维修过剩等弊端。 19世纪70年代中期发达国家出现了状态维修模式，80年代随着计算机技术的发展，设备状态监测技术、故障诊断技术得到较快发展。这种维修模式提高了设备检修的针对性、目的性，减少了大量的陪试情况和现场运维工作量。基于不停电检测的供电设备状态检修，能有效减少设备停电次数，减少设备操作，降低供电系统运行风险，是当前我国供电设备检修模式的发展大趋势。 2.带电检测技术简介 带电检测，一般采用便携式检测设备，在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测，其检测方式为带电短时间内检测，有别于长期连续的在线监测。带电检测技术突出特点在于可以实现大部分供电设备在运条件下的状态诊断、缺陷部位的精确定位、缺陷程度的定量分析，达到故障超前发现并处置，提高设备的可靠性，并指导设备状态评价和状态检修。电气设备在故障发生前或发生时，通常伴有“热、声、光、电、水、气”等多种故障特征信息，带电检测就是通过捕捉这些特征参数对设备状态进行分析。带电检测按照被测参数主要包括光学成像检测（红外成像检测、紫外成像检测、SF6气体泄漏成像检测等），化学量检测（油中溶解气体检测、SF6气体分解产物检测、SF6气体微水检测等），机械量检测（超声波信号检测等），电气量检测（高频局部放电检测、超高频局部放电检测、暂态地电压检测等）。带电检测技术注重组合技术的应用，当一项参数异常后，可采取多项技术加以验证，通过组合技术的应用基本能够明确设备缺陷，最后通过停电检测来确诊处理。带电检测是对常规停电检测的弥补，同时也是对停电检测的指导；但是带电检测也不能解决全部问题，必要时、部分常规项目还是需要停电检测。 3.带电检测的主要技术手段 3.1 红外热像检测 红外热像检测是以设备的热分布状态为依据对电力系统中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的带电设备进行检测和诊断，可以高效诊断设备的运行状态及其存在的隐患缺陷。 红外热像检测优势有很多，远离被检测设备，操作安全方便，，测温范围宽，可视性好，能准确地发现设备的缺陷。大多数设备热效应缺陷都可以通过发热或热分布改变的特点反映出来，有较高的灵敏度。 红外热像检测能准确的发现电力系统中各裸露设备元器件以及各元件间连接部分的温度以及温度的变化，如地铁主变压器套管、油变散热器、整流变接线端子、二次设备、低压配电设备等，只要设备上没有阻隔物，可以直视的的部分都可以进行红外测量。 3.2 超声波信号检测 超声波检测技术是指对频率介于20kHz-200kHz区间的声信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。超声波局放技术是利用电气设备内部或外部发生局部放电时局放点会伴随着超声波向四周传播，采用超声波探测装置收集频率高于20kHz的声波，并对采集到的声波波长类型进行分析判断，确定被试设备的绝缘状态。 超声波局部放电检测技术抗电磁干扰能力强，检测范围小但便于实现放电定位，受机械振动干扰较大，对于绝缘性缺陷不敏感。 超声波检测范围涵盖变压器、组合电器、开关柜、电缆终端、架空线路等各个电压等级的各类一次设备。线路超声波局放能检测所有

国家电网技术标准基本配置清单(20160410)

技术标准基本配置清单 序号文件编号文件名称 一法律 1 2009年第3号主席令修订中华人民共和国森林法 2 2014年第9号主席令修订中华人民共和国环境保护法 3 1996年第71号主席令中华人民共和国档案法 4 2010年第39号主席令中华人民共和国水土保持法 5 2011年第46号主席令中华人民共和国建筑法 6 2013年第8号主席令修正中华人民共和国计量法 7 1999年第15号主席令中华人民共和国合同法 8 1999年第21号主席令中华人民共和国招标投标法 9 2014年第13号主席令中华人民共和国安全生产法（2014年修正版） 10 2002年第74号主席令中华人民共和国水法 11 2002年第77号主席令中华人民共和国环评法 12 2004年第28号主席令中华人民共和国土地管理法 13 2004年第31号主席令中华人民共和国固体废物污染环境防治法 14 2008年第6号主席令中华人民共和国消防法 15 2009年第18号主席令中华人民共和国电力法 16 2014年第 4 号主席令中华人民共和国特种设备安全法 二法规 （一）行政法规 1 1984年国务院令国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令 2 1987年国务院令中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管 理办法 3 1993年120号国务院令 2011年1月8日修正 水土保持法实施条例 4 1998年239号国务院令 2011年1月8日修正 电力设施保护条例 5 1998年253号国务院令建设项目环境保护管理条例 6 2000年279号国务院令建设工程质量管理条例 7 2003年393号国务院令建设工程安全生产管理条例 8 2005年432号国务院令电力监管条例 9 2006年466号国务院令民用爆炸物品安全管理条例

电网动态实时监测技术

电网动态实时监测技术 1 技术原理 电网实时动态监测是近年来发展起来的一项新技术，又称为广域测量，是电力系统三项前沿课题之一。 20世纪90年代初，基于全球定位系统（GPS）的相量测量单元（PMU）的成功研制，标志着同步相量测量技术的诞生。它在电力系统中的广泛应用，促进了电网实时动态监测系统（WAMS）的形成和发展。美国于1992年开始装设相量测量装置，我国也于1995年开始组建了电网的功角监测系统。 1.1 电网实时动态监测系统的作用 随着区域电力系统互联的发展，电力系统动态行为的监测和控制日益受到广泛关注。国家电力调度通信中心于2003年2月颁布试行的《电力系统实时动态监测系统技术规范（试行）》中提到：“为配合全国联网，进一步加强电力系统调度中心对电力系统的动态稳定监测和分析能力，应在重要的变电站和发电厂安装同步相量测量装置，构建电力系统实时动态监测系统，并通过调度中心分析中心站实现对电力系统动态过程的监测和分析。该系统将成为电力系统调度中心的动态实时数据平台的主要数据源，并逐步与EMS系统及安全自动控制系统相结合，以加强对电力系统动态安全稳定的监控”。该技术规范强调了对电力系统动态过程的实时监测。 利用电网实时动态监测系统的动态监测特点，结合EMS系统的稳态监测优势，可以建立保证复杂大电网安全运行的调度辅助系统。依托电网实时动态监测系统，可以建立大区电网动态模型参数识别、仿真计算校核、修正系统，为电力系统模型尤其是负荷模型的选择提供了科学依据。电网实时动态监测系统还是建立安全稳定控制装置协调管理系统、大区电网级的预防控制和恢复控制系统的基础，能进一步充分发挥电网安全自动控制装置作用、提高电网输送能力。 大量的应用实践证明，电网实时动态监测系统能监测电网运行状态、进行系统特性分析，准确捕捉电力系统在故障扰动、低频振荡和系统试验等情况下的动态过程及行为特性，成为校核电力系统稳定计算模型的有效手段，取得了较好的社会效益和经

工业电力系统动态建模和仿真分析

工业电力系统动态建模和仿真分析 (Industrial power system dynamic modeling and simulation analysis) 一、概述 工业电力系统： 大型电力系统复杂性：本身有发电机、电动机 中型工业电力系统：即使无发电机，也包括大量中压电动机 意义、内容： 1、确定通过动态建模与仿真分析验证： 1、机组的暂态稳定（极限切除时间） 2、特定的大容量电动机的电压稳定 3、校验电流电压型保护的定植 4、确定低频减载与孤网运行 二、介绍原件与组成： （一）、同步电机实用模型： 1、意义：对于dq0坐标下同步电机方程，如果单独考虑与定子d绕组、q绕组相独立的零轴绕组，则在计及d,q,f,D,Q5个绕组的电磁过渡过程（以绕组磁链或电流为状态量）以及转子机械过渡过程（以ω及δ为状态量）时，电机为七阶模型。对于一个含有上百台发电机的多机电力系统，若再加上其励磁系统、调速器和原动机的动态方程，则将会出现“维数灾”给分析计算带来极大的困难。因此在实际工程问题中，常对同步电机的数学模型作不同程度的简化，以便在不同的场合下使用。 2、对派克方程中的转子变量 若,则 可用定子侧等效量取代原来的转子量，得到用这些实用等效量表示的同步电机实用方程。原派克方程中的定子量，保留易测量及计算的和及和，而消去和两个变量。 3、三阶实用模型 其简单而又能计算励磁系统动态，因而广泛的应用于精度要求不十分高，但仍需计及励磁系统动态的电力系统动态分析中，较适用于凸极机。 模型导出基于： （1）、忽略定子d绕组、q绕组的暂态，即定子电压方程中取P=P=0 （2）、在定子电压方程中，设ω≈（p.u.）在速度变化不大的过渡过程中，其引起的误差很小。 （3）、忽略D绕组、Q绕组，其作用可在转子运动方程补入阻尼项来近似考虑。 及以下三个定子侧等效实用变量： 为消除转子励磁绕组的变量 、 定子励磁电动势 电机(q轴)空载电动势 电机瞬变电动势 （二）、励磁系统数学模型： 描述同步发电机励磁系统(包括励磁调节器)物理过程的数学方程。是电力系统机电暂态过程数学模型的重要组成部分，主要应用于电力系统稳定计算。

带电检测技术在变电运维中的应用剖析 郭婷婷

带电检测技术在变电运维中的应用剖析郭婷婷 发表时间：2018-08-09T09:58:52.830Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：郭婷婷徐立华[导读] 摘要：在当今社会电力系统是我们国家重要的组成部分，生活用电与工业用电都与全部电力系统的平稳运行有着联系。 （国网肥城市供电公司山东省肥城市 271600） 摘要：在当今社会电力系统是我们国家重要的组成部分，生活用电与工业用电都与全部电力系统的平稳运行有着联系。通常生活用电是从发电厂发出，然后由大面积的输电线路传输到变电站，最终从变电站传输到每一户居民。所以变电设备是电厂与用户之间的纽带，是电力系统中最为重要的一部分，相关部门和单位需要对其加大投入力度，进而确保变电设备的正常运行。 关键词：带电检测技术；变电运维；应用 1带电检测技术在变电运维中的重要性分析 1.1变电运维的重要性 电力系统包含发电、输电、变电众多环节，首先从发电厂发出，然后经过大面积的输电线路传输到变电站，最终由变电站传输到每一户居民和工业用户中。变电运维对电力系统的运行质量有着十分重要的影响，所以需要对变电设备进行定期检测以确保电力供应的正常进行。换句话说变电运维是变电设备的运行维护，其通常是变电运维操作站和变电运维队两个部分组成。变电运维操作站的任务是电站的电力运行管理工作，在值班人数相对较少的情况下对电站的电力运行进行深入的管理工作。变电运维队则是基站的巡逻和检修队伍，分为两个队伍：一个是操作队，另一个是巡检队。变电运维是以电网公司的大检修工作为基础，在关注到变电日常运行的基础上加强变电检修工作，进而预防变电设备的运行问题，确保其供电质量。 1.2带电检测技术的相关要求 变电设备中的任意一个环节出现问题就会使得整个变电系统不能正常运行，所以需要定期对变电设备进行带电检测，特别是变压器一些重要元件。对此可以根据实际情况进行周期性的全方位带电检测，这其中主要包括相应的红外测温系统和频谱检测电器的放电检测等，利用多种带电检测技术进行检测工作。对于已经放置人工智能系统的变电站，还需要在智能机器人进行巡检工作之后，由专业的运维人员进行复检。根据相应的检测数据判断出变电设备的隐患问题和缺陷漏洞，然后及时安排相应的工作人员进行特定的带电检测工作，在发现某一部分出现问题或者隐患时，为了保障变电设备的合理运行，需要采取停电处理解决的方式。 2带电检测技术在变电运维中的应用 2.1脉冲电流法 现阶段，我国各个电力部门普遍使用的局部放电检测方法就是脉冲电流法。需要注意的是该方法也适用于直流条件下的局部放电检测。在实际运用过程中，技术人员一定要根据变电设备运行的实际情况和需求，结合自身的经验合理采用脉冲电流法，这样才能充分发挥该项检测方法的作用，进一步提高带电检测工作的效率与质量，保障整个检测数据的准确性，为下一步环节开展提供重要的参考依据。 2.2红外线检测技术 技术人员可以在带电设备制热效应基础上利用红外检测技术，通过特定的仪器获取设备表面发出的红外辐射信息。技术人员利用辐射信息判断辐射值是否存在偏差，进而判断出设备运行是否存在问题，找出问题所在。该技术主要是利用特定机器获取辐射信息，不需要停电，同时即使是远距离也可以对收集到的红外线信息进行有效分析。因此，红外线检测技术在电力设备带电检测中应用价值高，也是各大电力部门普遍适用的带电检测技术。需要注意的是技术人员在利用该项技术对变电设备进行检测时一定要严格按照相关的技术要求和流程进行操作，进一步提高检测数据的精确性，将各种问题对设备损耗降到最低。 2.3无线电干扰电压法 一般情况下，电晕在放电的过程中会有电磁波产生，产生的电磁波会借助无线电干扰电压表进行检测，因此技术人员可以利用这一特点对电气设备局部放电进行科学检测。当前我国各大电力部门普遍使用的而检测方法就是利用频射传感器进行检测。技术人员通过利用无线电干扰电压法可以对放电强度进行电力定量这样大大提高检测效率与保障数据的精确性，为运维工作开展提供更加科学全面的数据参考。 2.4介质损耗分析法 变电设备局部放电能力直接决定其对绝缘材料造成的破坏程度，二者成正比。也就是说一旦局部放电能量消耗提升，那么局部放电对绝缘材料的破坏程度就会随之加深。鉴于此，电力部门相关管理人员与技术人员一定要加强对放电消耗功率测量环节的重视程度。由于大多数绝缘结构中的气隙数目与电压变化正比，会跟随电压升高而不断增加。同时局部放电对介质也会造成一定的损耗直接导致其运行数据出现明显变化。因此技术人员在日常工作过程中可以根据数据变化来确定局部放电能量，从而判断绝缘材料是否遭到破坏。 2.5超高频局部放电检测技术 通过使用该项技术可以更加有效测试出GIS中初始局部放电脉冲。利用该项测试仪器强大的测量频带以及衰减噪声信号的方式双管齐下可以更加有效降低噪声对放电检测的影响，提高整个检测数据的准确性，同时最大限度的再现局部放电脉冲。技术人员在实际操作过程中可以根据频带的宽窄，将其分为超高频窄带检测或是宽频带检测两种。两者的中心频率存在很大的差异。鉴于超高频宽频检测技术具有抑制噪音、涵盖大量信息的优势，因此得到更加广泛的应用。 3带电检测技术实例分析 3.1利用带电检测设备完成跟踪检测 某500kV变电站在2015年对其变压器设备进行了更换。在具体作业过程中，对变压器内部的缺陷情况，利用带电检测设备完成相应的检测工作。设备投入运行后，相关的技术人员要依据设备检测相关要求，在设备运行期间完成相应的检测工作[4]。具体作业期间，主变压器内存在的气体溶解现象，将会使检测数据出现异常，对设备的运行造成不良影响。为了保证设备运行过程中不出现问题，对设备进行早期检测时，检查应当分别在设备投入1d、7d、30d时进行，然后对变压器气体溶解问题进行集中研究与分析。通过检测发现，2号变压器的1d监测数据存在异常，但变压器运行良好；7d检查时，发现本体存在C4H2。为了分析C4H2对变压器运行造成的影响，通过色谱检测技术检测获取三相绝缘油的检测结果，最终的分析结果断定，2号主变器存在运行故障，会出现低能放电，需要对设备展开全面检测，且要及时处理发现的问题，避免故障进一步扩大而造成更大的不良影响。

分析大数据背景下智能电网动态电力监控问题

分析大数据背景下智能电网动态电力监控问题 工业和信息化部发布了《大数据产业发展规划（2016-2020年）》。参照该规划指导思想、发展目标、重点任务、重大工程、保障措施等内容，聚焦电力大数据与大电网智能监控领域，以期促进大数据技术在全球能源互联网建设中的深度应用和创新发展 标签：电力大数据;大电网;智能;监控 1智能电网大数据及其特点 1.1智能电网中的大数据 智能电网数据的处理不是单一的存在，它有着自身独特的特点，大体上可把这种往来数据分割为3类：一类是在电网的运作状态下，利用设备来检测和监测数据;二类是把电字的销售，还有价格及电量，根据不同情况、不同客户做出数据判别，后进行整理;三类是电力企业数据的管理。 1.2智能电网中的大数据特点 智能电网中的大数据具备“4V”特征，即规模大（V olume）、类型多（Variety）、价值密度低（Value）和变化快（Velocity）。 2大数据处理技术 2.1大数据处理的价值 大数据的存在价值在这些年来，被广泛用于商业、科技等领域，俨然成为了社会的重要角色之一。法国执政党在2013年5月，法国投资大数据产业的金额高达1.6亿欧元。法国政府预测大数据对将来的科技与经济发展有着前所未有的深远影响。大数据目前已广泛应用于我国及世界各国，如京东每天新增的交易数据达8TB;大数据分析平台日处理数据量高达90PB，这个平台处理量相当于美国纳斯达克交易所一个星期的数据处理量;再者就是沃尔玛曾经是最早运用大数据来分析并获得受益的企业之一，其曾创造了“啤酒与尿布”的不可取代的神话，现如今的沃尔玛处理100万件交易需要1h，存入的数据大约2.5PB在数据库中，这些数据量是美国国会图书馆的167倍;微软花了20年，耗费数百万美元完成的Office拼写检查功能，谷歌公司则利用大数据统计分析直接实现。 2.2并行数据库 并行数据库（如Oracle等）主要功能为存储结构化数据。 2.3云计算数据

电力系统动态模拟综合实验

《电力系统动态模拟综合实验》 实验报告 实验名称发电机及系统短路故 障影响实验 姓名XXX 学号XXX 日期XXX 地点XXX 成绩教师 电气工程学院 东南大学

1.实验目的： （1）了解动模实验室的构成，主要设备及其功能。 （2）熟悉和掌握发电机的启动，调压，调速，并网，解列，停机等操作。 （3）通过单机---无穷大系统中不同点的短路故障实验，理解发电机在短路时的电磁暂态过程，分析和掌握短路起始相角及回路阻抗对发电机运行状态的影响。 2.实验内容： 在单机----无穷大主接线模拟实验系统中，通过实验操作，熟悉实验室环境及实验设备，掌握发电机的启动，调压，调速，并列，解列及停机操作方法，选择不同的短路点进行短路故障实验，录取短路时刻的电压，电流波形，然后，根据所学知识，分析求取发电机或系统的状态参数，理解和掌握短路故障对发电机及系统运行状态的影响。 3.实验原理（实验的理论基础）： 根据《电力系统暂态分析》相关理论，可知在三相短路时，发电机定子绕组电流中含有以下四个分量 图1.发电机短路电流波形图 i w(∞)为强制分量，不衰减 ?i w为按此时励磁绕组的时间常数T d’衰减的分量 ?i w2为按直轴阻尼绕组的时间常数T d’’衰减的分量 iα和i2w为按定子绕组的时间常数T a衰减的分量 根据发电机三相短路时电流波形图，由短路电流波形图绘制其包络线。包络线中分线即直流分量。将短路电流减去直流分量，则可以认为是基频交流分量。根据发电机参数，T d’和T d’’都较小，在短路后0.5s，可以认为基频电流中只含有稳态分量，读出此时电流幅值i w(∞)。在此时刻前找两处幅值I1，I2及对应时刻T1，T2，则可得方程组：

国家电网公司10kV～66kV干式电抗器技术标准(附编制说明)

附件11： 10kV～66kV干式电抗器 技术标准（附编制说明） 国家电网公司

目 次 1.总则 (1) 1.1目的1 1.2依据1 1.3内容1 1.4适用范围1 1.5干式电抗器安全可靠性要求1 1.6电抗器的型式1 1.7选型原则2 1.8关于干式电抗器技术参数和要求的说明2 1.9引用标准2 1.10使用条件3 2.干式电抗器技术参数和要求 (4) 2.1基本要求4 2.2.引用标准4 2.3.使用条件4 2.4.技术要求4 2.5.工厂监造和检验10 2.6试验11 2.7.制造厂应提供的资料16 2.8备品备件16 2.9专用工具和仪器仪表16 2.10包装、运输和保管要求16 2.11技术服务16 2.12干式电抗器性能评价指标17 附录A制造厂应提供的技术数据178 10k V～66k V干式电抗器技术标准编制说明22

1.总则 1.1目的 为适应电网的发展要求，加强干式电抗器技术管理，保证干式电抗器的安全、可靠、稳定运行，特制定本技术标准。 1.2依据 本标准是依据国家、行业和国际有关标准、规程和规范，并结合近年来国家电网公司输变电设备评估报告、生产运行情况分析以及设备现场运行经验制定。 1.3内容 本标准对10kV～66kV干式电抗器的设计选型（运行选用）、订货、监造、出厂验收、包装运输、现场安装和现场验收等环节提出了具体的技术要求。 1.4 适用范围 本标准适用于国家电网公司系统的10kV～66kV干式电抗器,包括并联电抗器和串联电抗器（含并联补偿电抗器、调谐电抗器或滤波电抗器、阻尼电抗器、限流电抗器、分裂电抗器）。 1.5干式电抗器安全可靠性要求 10k V～66k V干式电抗器应优先采用设计制造经验成熟、结构简单、经受过运行考验的干式电抗器。 1.6电抗器的型式 1.6.1按电抗器有无铁芯分为三类： （1）空心电抗器：由包封绕组构成、不带任何铁芯的电抗器。 （2）铁芯电抗器：由绕组和自成闭环的铁芯（含小气隙）构成的电抗器。 （3）半芯电抗器：在空心电抗器的空心处放入导磁体芯柱的电抗器。 1.6.2按电抗器接入电网方式分为两大类： （1）并联电抗器：主要用于补偿电网中的电容性电流等。 （2）串联电抗器：主要用于限制系统的短路电流、涌流及抑制谐波等，包括限流电抗器、阻尼电抗器、调谐电抗器或滤波电抗器等。 1.6.3按相数分类：分为单相电抗器和三相电抗器。

电网设备状态带电检测检测题库(技能类)

红外热像检测 一、单项选择题 １、下列哪一项不属于变电站内支柱绝缘子的例行试验项目。(D） A、红外热像检测Ｂ、现场污秽度评估 C、例行检查 D、绝缘电阻测试 2、红外测温发现设备热点,应调整亮漆(所有颜色）的发射率为(D)。 A、０.88 B、０.3－0.4 C、0.5９-0.61 Ｄ、０．9 3、红外测温发现设备热点，应调整黑亮漆(在粗糙铁上)的发射率为（A） A、0．88 Ｂ、０.3－0.4 Ｃ、０.5９-0.61 D、０.９ ４、负荷及其近（C)内的变化情况,以便分析参考。 A、１小时Ｂ、 2小时 C、 3小时Ｄ、 4小时 5、下列试验项目(C）不属于Q/GDW 168-2０08《输变电设备状态检修试验规程》中规定的高压套管的例行试验项目。 A、绝缘电阻 B、红外热像检测 Ｃ、油中溶解气体分析D、电容量和介质损耗因数(电容型) 6、若电气设备的绝缘等级是B级,那么它的极限工作温度是(D)℃。 Ａ、10０ B、11０ Ｃ、120 D、１30 7、电气设备与金属部件的连接的线夹设备缺陷判断为严重缺陷的为（C)。 A、温差不超过1５K Ｂ、热点温度７0℃,相对温差大于70％ C、热点温度大于80℃，相对温差大于８０% D、热点温度大于11０℃,相对温差大于9５％ 8、电气设备与金属部件的连接的线夹设备缺陷判断为危急缺陷的为（Ｄ）。 A、温差不超过15Ｋ B、热点温度70℃，相对温差大于７0%

C、热点温度大于80℃,相对温差大于８０% D、热点温度大于110℃，相对温差大于95％ 9、电气设备与金属部件的连接的线夹设备缺陷判断为一般缺陷的为(A）。 A、温差不超过15K B、热点温度7０℃，相对温差大于80% C、热点温度大于80℃，相对温差大于80% D、热点温度大于110℃，相对温差大于95％ 10、红外热像仪的启动时间应不小于(Ａ）。 A、１ｍｉn B、 2mｉn Ｃ、 3mｉn Ｄ、 4min １1、隔离开关刀口设备缺陷判断为一般缺陷的为（A）。 Ａ、温差不超过15Ｋ B、热点温度７0℃,相对温差大于80% Ｃ、热点温度大于90℃，相对温差大于８0％ Ｄ、热点温度大于1３０℃，相对温差大于95% １2、隔离开关刀口设备缺陷判断为严重缺陷的为(C)。 Ａ、温差不超过15Ｋ B、热点温度70℃,相对温差大于８0% C、热点温度大于90℃,相对温差大于80％ D、热点温度大于130℃，相对温差大于95％ 13、隔离开关刀口设备缺陷判断为危急缺陷的为（D）。 A、温差不超过1５K Ｂ、热点温度７0℃,相对温差大于80％ Ｃ、热点温度大于90℃,相对温差大于80% D、热点温度大于1３０℃,相对温差大于95% １4、关于红外辐射,下面说法正确的是(Ｂ） Ａ、红外辐射可传透大气而没有任何衰减 B、红外辐射可通过光亮金属反射 C、红外辐射可透过玻璃 D、红外辐射对人体有损害 １5、物体在多少温度以上就辐射出红外线？(A)

实时动态监测技术在电力系统控制中的应用

技术与应用 2011年第6期 29 实时动态监测技术在电力系统控制中的应用 王腾翔 （陕西省地方电力（集团）有限公司，西安 710061） 摘要 应用电网实时动态监测技术可以实现在同一时间参考轴下获取大规模的电力系统实时动态和稳态信息，为电力系统的控制提供新的途径和方法。本文介绍了动态监测技术在电力系统控制中的应用，分析了静态稳定和动态稳定下动态监测技术的应用过程，研究了相关的控制方法并提出了改进的建议方案。 关键词：动态监测；电力系统；控制；应用 The Analyze of Dynamic Monitoring Ttechnology Application in Power System Control Wang Tengxiang （Shanxi Regional Electric Power Group Co., Ltd, Xi’an 710061） Abstract Application of grid technology was allowed real-time dynamic monitoring of the reference axis at the same time under the real-time access to large-scale power system dynamic and steady-state information for the control of power systems to provide new ways and methods. This article described the dynamic monitoring technology in power system control ， including in the application of the static stability and dynamic stability. The application process and relevant control methods of dynamic monitoring were studied, at the same time, proposals for improvement were proposed Key words ：dynamic monitor ；power system ；control ；application 电力系统根据所受扰动的大小可分为静态稳定、 暂态稳定和动态稳定。动态稳定包括低频振荡、次同 步振荡及轴系纽振和考虑负荷特性及有载调压变压器 分接头动作的电压问题。电力系统运行时必须满足静 态稳定、暂态稳定和动态稳定，同时还要满足电力设 备元件的热稳定。对于电力系统运行的状况进行实时 监测与分析不仅可以提高电力系统运行可靠性，还可 以为电网调度运行人员提供实时信息，为电网调度运行人员正确处理电网事故提供有益的指导[1]。本文主要研究动态监测技术在电力系统控制中的应用。 1 动态监测技术应用于电力系统静态稳定 控制 1.1 静态稳定对动态监测系统的要求 电网实时动态监测系统可以在线跟踪电网的实 际工况，不仅对电网当前的静态、暂态和动态安全稳 定等进行在线计算分析和控制决策支持，实现电网安 全稳定性的可视化监视和在线辅助决策，通过友好的 人机界面向调度运行人员提供当前运行方式下的电 网预防控制措施方案，而且按照调度运行人员的要求在电网操作前对操作后电网的技术指标进行对比，以及按照调度计划和运行方式人员的要求对日检修计划、周检修计划进行安全稳定和可靠性校核。 应用电网的实时动态监测技术来监测电网运行的静态稳定，主要包括静态功角稳定、静态电压稳定和热稳定[3]。热稳定监控主要包括电力设备的实时潮流监测和预想故障下的热稳定控制。 1.2 静态功角稳定及控制 实际运行的电力系统随时会受到小的干扰，如负荷的增加或减少、发电机的投入或退出、线路的 检修或投运等。利用动态监测技术可以直接测量发 电机功角，实现对发电机的静态功角稳定监测。例如在实际计算 控制中，取静态稳定储备系数为15%，那么相对应的发电机功角对于升压变母线电压的相角差为58°，则以此为静态稳定控制临界点[2]。系统静态功角稳定直接表示的是系统最小稳定裕度的发电机组运行情况，可以通过直接减少该发电机组的有功出力来控制静态功角稳定。

电力设备带电检测技术规范

电力设备带电检测技术规范 国家电网公司 2010年1月

目录 前言 ...................................................................... I 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 定义 (1) 5 变压器检测项目、周期和标准 (4) 6 套管检测项目、周期和标准 (5) 7 电流互感器检测项目、周期和标准 (6) 8 电压互感器、耦合电容器检测项目、周期和标准 (8) 9 避雷器检测项目、周期和标准 (9) 10 GIS本体检测项目、周期和标准 (10) 11 开关柜检测项目、周期和标准 (12) 12 敞开式SF6断路器检测项目、周期和标准 (12) 13 高压电缆带电检测项目、周期和标准 (13) 附录A 高频局部放电检测标准 (17) 附录B 高频局部放电检测典型图谱 (18) 附录C GIS超高频局部放电检测典型图谱 (21) 附录D 高压电缆局部放电典型图谱 (29) 附录E 编制说明 (30)

。 前言 电力设备带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力设备安全、稳定运行的重要保障。为规范和有效开展电力设备带电检测工作，参考国内外有关标准，结合实际情况，制订本规范。 本标准附录A为规范性附录，附录B、附录C、附录D为资料性附录。 本标准由国家电网公司生产技术部提出。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准主要起草单位：北京市电力公司、中国电力科学研究院、国网电力科学研究院 本标准参加起草单位：江苏省电力公司、福建省电力公司、湖北省电力公司 本标准的主要起草人：刘庆时、张国强、丁屹峰、韩晓昆、黄鹤鸣、杨清华、赵颖、闫春雨、毛光辉、彭江、牛进仓、孙白、王承玉 本标准由国家电网公司生产部负责解释。 本标准自发布之日起实施。

国家电网公司专业技术人员电力英语水平考试题库-4英语阅读理解

阅读理解 Passage 1 Have you ever seen a moon that looks unbelievably big? 1.To what do—harvest moon(All of these) 2.The main purpose—is to(inform) 3.The author knew—the moon(mysterious) 4.The moon looks bigger if(it is--horizon) 5.The autumm moon(help farmers--crops) Passage 2 Strange thing happens to time when you travel. 1.The best title—is(how time--world) 2.The difference in—is(one hour) 3.From this –ocean(is divided--zones) 4.The international—name for(the point--begins) 5.If you cross—clock(ahead one--zone) Passage 3 Holidays in the United States usually occur at least once a month 1.The government—have a(3-day) 2.Workers in the—from(Tuesday to Friday) 3.Which statement—passage?(All the--vacation) 4.The reason—that(no one--place) 5.Which of the—passage?(Something—U.S) Passage 4 Sarah Winchester was a very rich woman. 1.What did—house(Making it bigger) 2.The story—had(7 floors) 3.Who did—house(Carpenters--workers) 4.How long—continue(For 38 years) 5.Sarah’s—finished(when she died) Passage 5 The diner is only a humble restaurant, 1.What’s the—2(The attraction--people) 2.The purpose—to(gove a--passage) 3.Why do—diner?(It’s--loneliness) 4.Diners attract(many--people) 5.Diners are(fascinating) Passage 6 In the past two years,millions- 1.The word—to(make use of) 2.It can—fitness,(bicyle--rise) 3.The bicycle is(enjoying--revival) 4.The reader—are(concerned--lives) 5.in the—means(a rapid--sale) Passage 7

电网动态稳定实时监测系统

电网动态稳定实时监测系统 金基圣1南德哲1姜佰峰1 1.黑龙江省电力科学研究院150030 哈尔滨 2.哈尔滨工业大学150006 哈尔滨 0 引言 目前，对电网稳定性(静态、动态、暂态)问题的分析研究，都是采用离线计算方法，主要计算发电机相对功角变化，根据其动态行为来分析、判断稳定性，并依据计算结果来校核实际运行方式的稳定性。但受数学模型选取、参数不准等影响，计算结果的可信度差(误差大)，实际检验其精度又十分困难。 本文提出了动态稳定实时监测系统，直接测量、监视相对功角、相位、有功、无功等参数的动态过程，即直接监测系统稳定性。由此，掌握电网实际的静态和动态行为特征，并提出符合实际的防止稳定破坏事故的对策及稳定控制技术措施，确定实际的运行方式，提高输电线路的传送能力，指导电网安全、经济运行。同时也可检验计算结果与实际情况的差异，具有重要的理论和工程实际意义。 1 电网动态稳定实时监测系统功能 本系统由各厂站端检测装置与省调端监控装置组成。 各厂站端检测装置利用全球卫星定位系统(GPS)同步时钟在线实时地(每20 ms)同步测量各自的发电机功率角(δ)、母线电压相位角(θ)以及线路有功(P)、无功(Q)、电压(V)、频率(f)等工况参数，并通过数字微波等设备高速、实时地传送到省调端(注上微秒级精度的全网同步时标)。 省调端监控装置实时接收各厂站端发送的上述工况参数的同步检测值，进行计算、分析，并显示工况参数的变化曲线，有扰动时语音报警。重要的是能够直接观察和记录发电机间相对功角摇摆的实际情况。 1.1 电网静态稳定监测功能 省调端监控装置可实时监测、打印、报警、存储上述工况参数，显示其静态变化、静态稳定裕度、线路输送功率潜力、功角以及电压对有功的静态灵敏度等。 1.2 电网动态稳定监测与预测功能 调度端可实时同步地计算、显示、打印、存储相对工况参数及其动态变化过程。当系统受扰动时或振荡时进行语音报警，立即推出发电机功角的相对摇摆、母线相位相对变化、有功无功的动态变化波形图。根据其变化趋势，预测系统是否会失稳。如有失稳趋势立即语音报警：“稳定”、“持续振荡”、“失稳”。可发出稳定控制信号，将来可用于远方切负荷、切机、系统解列等稳定控制。也可观察系统对某种扰动的灵敏度(即不同故障点、故障性质对不同机组功角和母线电压的影响程度)。 1.3 电网事故顺序记录(SOE)功能 在厂站端可实时检测16个开关或保护的动作时刻(分辨率小于1 ms)，并可现场打印输出，供了解事故起因、事故演变过程，以便于分析电网事故。