基于PMU的云南電網一次調頻特性在線監測

基于PMU的云南電網一次調頻特性在線監測

近年來云南電網不斷有水火電機組投產，每臺機組均在投產時投入一次調頻功能。但目前對機組一次調頻性能的評價與考核仍未形成有效的定量評價體系。電網廣域測量系統 (WAMS)整合各電廠、變電站PMU子站數據，能實時同步測量電網各重要發電機組的狀態信息，并將相應數據匯集到中心數據平臺上，為一次調頻在線監測與分析提供了有利條件。“基于PMU的云南電網一次調頻特性在線監測”充分利用已建成并穩定運行的云南電網WAMS數據平臺，實現電網大中型機組一次調頻實時監視、機組一次調頻性能統計和歷史查詢、區域一次調頻性能評價等功能。項目實施核心思路是：通過采集各機組機端 (或區域聯絡線)有功功率、頻率，監測和統計各機組 (區域聯絡線電源側)一次調頻運行或測試情況，在發生頻率有效擾動或機組收到一次調頻測試信號后計算各機組的實際貢獻電量、理論貢獻電量、貢獻電量指數等重要運行指標，分析各機組一次調頻動作行為，并以機組一次調頻效果為主要依據對機組一次調頻性能進行考核，將基礎數據或分析結果永久保存。

本項目的關鍵技術和創新點有：

基于PMU的云南電網一次調頻特性在線監測系統利用OCS的WAMS平臺，通過實時同步測量機組出力與機組頻率的變化關系，從而在線測算機組的調差系數、調頻死區等一次調頻參數，并與要求的整定值比較，定性評價機組一次調頻的投入情況和調節性能，為一次調頻的考核與評價提供依據，主要技術要點概括如下：

1、基于PMU的云南電網一次調頻特性在線監測充分利用云南電網新一代OCS調度系統支撐平臺，實現與云南電網新一代OCS系統完美的集成，這種方式能夠充分利用現有的軟硬件資源，將多種類型的數據和應用有機的融合起來，通過整合多種資源保證一次調頻在線監測功能的順利實現。

2、通常一次調頻都是針對機組實現的，但對中小水電站，可能沒有安裝PMU，這些水電匯集到某個廠站，對這些水電匯集站通過監視匯集線路或變壓器的方法，可以分析區域并網機群有功功率隨系統頻率的變化情況，從而獲得區域并網機群一次調頻響應性能，實現機群整體一次調頻特性的評價。

3、在電網運行過程中，可能會出現電網解列，研究電網解列引起的電網較大頻率擾動對孤網內部運行機組及區域并網機群的一次調頻特性，有助于了解孤網運行情況下系統的頻率變化特性，增強孤網運行的安全性。

該項目成功應用后，能夠定量評估云南電網并網大中型電廠機組一次調頻的性能，有效改善一次調頻考核質量，同時也能提高電網頻率出現大幅偏差時分析的準確性。項目的成功應用有利于電網 “三公”調度，其社會效益巨大，經濟效益顯著。項目基于云南電網廣域監測系統，實現了對云南電網220kV及以上主要電廠的機組一次調頻特性的在線監視、分析與統計。項目研究開發的系統可在線計算正常運行工況和故障情況下機組、區域并網機群、孤網機組及電網系統性一次調頻特性指標，并進行在線監測、性能分析和評估，為電網的安全穩定運行管理，輔助服務考核等提供了技術支撐。項目研究開發的系統于2013年3月投入試運行，經歷了楚穗直流孤島雙極閉鎖等多次對電網頻率有較大擾動事件的實際考驗，驗證了項目所采用的一次調頻特性監測算法和數據防誤算法的合理性、正確性。