Технология синхронизированных векторных измерений

Технология синхронизированных векторных измерений - результат конвергенции следующих технологий:

- технологии измерения параметров электрической сети, обеспечивающих измерение и вычисление значительно большего по сравнению с существующими измерительными устройствами количества параметров электрического режима с высоким разрешением и нормированной точностью при электромеханических переходных процессах в энергосистеме,

- технологии точной синхронизации времени от глобальных навигационных спутниковых систем, обеспечивающих возможность привязки измерений параметров электрического режима к меткам единого времени с точностью не хуже 1 мкс;

- информационно-коммуникационных технологий, обеспечивающих возможность передачи и обработки в режиме реального времени большого объема данных с высокой надежностью и низким уровнем задержек.

Определения

Система мониторинга переходных режимов ЕЭС России – информационно-измерительная система, предназначенная для получения с нормированным качеством данных СВИ в электромеханических переходных и установившихся режимах работы энергосистемы в реальном времени и по запросу для применения в технологиях оперативно-диспетчерского, оперативно-технологического, автоматического режимного и противоаварийного управления​

Устройство синхронизированных векторных измерений (УСВИ) – техническое средство, функцией (одной либо одной из нескольких) которого является выполнение с нормированной точностью измерений синхронизированных векторов и других электрических параметров в однозначно определенные с помощью глобальных навигационных спутниковых систем моменты времени и передача результатов измерений в концентраторы синхронизированных векторных данных

Концентратор синхронизированных векторных данных (КСВД) – программно-техническое устройство, выполняющее прием, обработку, хранение и передачу данных синхронизированных векторных измерений​

Программно-технический комплекс системы мониторинга переходных режимов (ПТК СМПР) – совокупность установленных на объекте электроэнергетики УСВИ, КСВД и устройств, обеспечивающих их функционирование и синхронизацию времени

Данные синхронизированных векторных измерений (данные СВИ) – совокупность измеренных УСВИ векторных и скалярных электрических параметров с метками времени​.

Требования к составу синхронизированных векторных измерений, измеряемых в УСВИ

  1. УСВИ должно выполнять измерение следующих параметров:

    • синхронизированные векторы фазных напряжений, где модулем является действующее значение основной гармоники фазного напряжения (Ua, Ub, Uc), а фазовым углом соответствующий абсолютный угол напряжения (δUa, δUb, δUc);

    • синхронизированные векторы фазных токов, где модулем является действующее значение основной гармоники силы фазного тока (Ia, Ib, Ic), а фазовым углом соответствующий абсолютный угол тока (δIa, δIb, δIc);

    • частота пофазно и прямой последовательности (fa, fb, fc, fU1);

    • скорость изменения частоты (dfa/dt, dfb/dt, dfc/dt).

  2. При необходимости измерения параметров системы возбуждения генераторов в УСВИ или в отдельном выносном модуле, подключаемом к УСВИ или поддерживающем передачу данных СВИ по протоколу, установленному стандартом [1], должно быть реализовано выполнение на интервале времени, равном периоду промышленной частоты, следующих измерений:

    • напряжение возбуждения (напряжения ротора) генератора (Uf);

    • ток возбуждения (тока ротора) генератора (If);

    • напряжение возбуждения возбудителя (Uff);

    • ток возбуждения возбудителя (Iff).

Требования к составу данных СВИ, вычисляемых в КСВД

  • значения фазных и трехфазных активной, реактивной и полной мощности (Pa, Pb, Pc, P, Qa, Qb, Qc, Q, Sa, Sb, Sc, S);

  • синхронизированные векторы линейных напряжений, где модулем является действующее значение основной гармоники линейного напряжения (Uab, Ubc, Uca), а фазовым углом соответствующий абсолютный угол (δUab, δUbc, δUca);

  • синхронизированные векторы напряжений прямой, обратной и нулевой последовательности, где модулем является значение напряжения прямой, обратной или нулевой последовательности (U1, U2, U0), а фазовым углом соответствующий абсолютный угол (δU1, δU2, δU0);

  • синхронизированные векторы токов прямой, обратной и нулевой последовательности, где модулем является значение тока прямой, обратной или нулевой последовательности (I1, I2, I0), а фазовым углом соответствующий абсолютный угол (δI1, δI2, δI0).

Требования к оснащению объектов электроэнергетики

автономными УСВИ и ПТК СМПР.

ПТК СМПР должны быть установлены на:

-      электростанциях установленной мощностью 500 МВт и более, а также на электростанциях и подстанциях, имеющих РУ высшего класса напряжения 330 кВ и выше, при этом УСВИ должны быть установлены на следующих присоединениях:

o   ЛЭП 330 кВ и выше;

o   ЛЭП, входящих в контролируемые сечения ЕЭС России напряжением 220 кВ и выше;

o   межгосударственные ЛЭП 220 кВ и выше;

o   автотрансформаторы, входящие в контролируемое сечение (со стороны высшего класса напряжения);

o   турбогенераторы АЭС и ТЭС мощностью 200 МВт и более;

o   гидрогенераторы ГЭС и ГАЭС мощностью 100 МВт и более;

o   генераторы единичной мощностью 60 МВт и более, входящие в состав парогазовых установок.

-      объектах электроэнергетики, имеющих РУ высшего класса напряжения 220 кВ, при этом УСВИ должны быть установлены на следующих присоединениях:

o   ЛЭП, входящие в контролируемые сечения ЕЭС России напряжением 220 кВ;

o   межгосударственные ЛЭП 220 кВ.

Необходимость установки ПТК СМПР на других объектах электроэнергетики, не указанных в предыдущем пункте, может быть предусмотрена проектной документацией на строительство, реконструкцию, модернизацию объекта электроэнергетики в целях обеспечения обеспечение соблюдения установленных параметров надежности функционирования ЕЭС России.

Если на объекте электроэнергетики в соответствии с указанными критериями требуется установка УСВИ не более чем на двух присоединениях, то допускается установка автономных УСВИ.

Anti-aliasing:   The process of filtering a signal before sampling to remove components of that signal whose
frequency is equal to or greater than the Nyquist frequency (one-half the sample rate). If not removed, these
signal components would appear as a lower frequency component (an alias).
Coordinated Universal Time (UTC):   The time of day at the Earth’s prime meridian (0° longitude). It is distributed by various media, including the GlobalPositioning System (GPS) system.
Global Positioning System (GPS):   A U.S. Department of Defense (DoD) navigation system that uses aconstellation of 24 satellites broadcasting a precision signal for location and time synchronization. Basic time synchronization accuracy is ± 0.2 microseconds (μs).
IEEE floating point:   A 32-bit representation of a real number.
leap second:      A positive or negative one-second adjustment to the Coordinated Universal Time (UTC) that keeps it close to mean solar time.
Synchrophasor: A synchrophasor is the result of a time-synchronized measurement of a phasor quantity. (The word synchrophasor is sometimes used, improperly, for the device that performs the measurement.)
Phasor:              A phasor is an abstract, idealized representation of an electrical quantity such as voltage or current that is assumed to vary in time according to a perfect sinusoidal wave of constant frequency. A phasor contains two pieces of information: magnitude and phase angle. By convention, the magnitude is the root-mean-square (rms) value, or average height of the wave. The phase angle in degrees expresses a time shift of the sine wave relative to a reference clock. The difference between voltage phase angles at different locations is closely related to power flow across the network. This difference can be observed only if the measurements share the same time reference, thus “synchro-”. By definition, a phasor describes an entire cycle of a wave, not an instantaneous physical value.
Sample/Report: A PMU takes many rapid physical measurements (samples) of voltage and/or current, computes phasor quantities from these samples, then time-stamps and reports the phasor for each cycle or two. The reporting rate is expressed in frames per second.
...
Glossary of Terms Used in NERC Reliability Standards

Definitions of Synchrophasor Technology

Synchrophasor Technology Tutorial. Lectures. Washington State University

L. 1

L. 2

L. 3

L. 4

L. 5

EPFL Smart Grids Technologies course 2016-2017 -

Lecture: Synchrophasors Fundamentals

L. 1

L. 2

L. 3

Wide area monitoring, control and protection using synchrophasor measurements

Micro-Synchrophasors for Distribution Systems - Alexandra Von Meier

PUBLIC LECTURE : Intelligent Systems Applications in Smart Grids,

Clemson University, USA

  • Facebook - Black Circle

Информационный ресурс о внедрении СМПР (WAMS) в России и мире.

Предназначен для студентов, аспирантов, преподавателей, проектировщиков, исследователей и всех, интересующихся развитием технологии синхронизированных векторных измерений