广域测量系统下的电力暂态稳定性闭环控制实施方案与验证

电力系统暂态稳定性闭环控制（七）深入探讨了在现代电力系统中实现暂态稳定性保障的关键技术。基于广域测量系统（WAMS）的闭环控制系统是本文的核心研究内容。该系统利用实时测量数据，通过对系统相轨迹几何特征的分析，不仅能够实时检测出潜在的暂态不稳定情况，还能预测并据此计算出最优的机组切除策略，确保电力系统的动态稳定性。 在系统结构上，这种控制方案由分布式测量单元和集中式控制中心组成。测量单元通常包含微机为基础的数字设备，负责实时采集和处理电力系统的状态信息，如发电机功角、角速度和功率等。这些信息通过高速专用通信网络传输到控制中心，即主站，那里部署着先进的计算机网络工作站，负责处理决策和执行控制指令。 两种主要的紧急控制策略被比较：一种是传统的离线预决策，通过大规模的离线计算，提取大扰动场景下的特征量，形成“稳控策略表”，在实际运行中根据实时测量结果查询表中预设的控制方案。然而，这种方法受限于电网不断变化和模型参数的不确定性，导致控制策略的有效性和经济性难以保证。 另一种策略是在线预决策，通过简化实际系统模型并进行在线仿真，实时计算特征量的门限，制定控制启动决策表。虽然这种方法减少了样本量的需求，但仍依赖于模拟结果的准确性，而这在现实中由于系统参数的不精确性而存在问题。 随着相量测量单元（PMU）和变电站安装的APMU（相角测量装置）的普及，以及现代通信技术的提升，WAMS的应用大大改善了状态量的同步获取，使得暂态稳定性评估更加精确。这些实时、高精度的数据成为了闭环控制系统设计的基础，提高了控制决策的及时性和有效性。 在具体实现中，控制中心会依据APMU提供的状态信息，结合广域测量数据，实时判断电力系统的暂态稳定性边界，然后通过算法计算出最优的机组切除策略，以防止系统进入不稳定状态。通过IEEE 39节点系统和三华电网系统的仿真验证，这种闭环控制方案在面对单一或连续的重大扰动，以及前期控制的影响时，表现出强大的暂态稳定性预测和控制能力。 电力系统暂态稳定性闭环控制的研究与实践正朝着更高效、更精确的方向发展，利用现代技术如WAMS和PMU，有望提高电力系统的安全性，并降低因不稳定事件带来的经济损失。然而，持续优化系统模型、改进仿真方法以及实时数据分析能力仍然是未来研究的重要课题。