廣域監測系統(Wide Area Measurement/Monitoring System,WAMS),是指基于同步相量技術構成的新一代電網動態監測和控制系統。基于GPS授時的時鐘同步技術,通過在關鍵節點布局同步相量測量單元(PMU),實現對全網同步相量及電網主要數據的實時高速采集。通過主站平臺對采集數據進行處理,完成對電網正常運行與事故擾動情況下的實時監測與分析計算,及時獲得并掌握電網運行的動態過程。本書主要介紹了在廣域量測技術廣泛應用背景下,對測量信號的分析處理方法及相關高級應用。相比于同類書籍,本書理論性強,且提供了大量算例用于實踐驗證。
本書首先介紹了廣域監測系統的體系架構,以及電力系統動態過程的時空建模;針對量測數據處理部分,介紹了高級數據處理和特征提取,以及多傳感器多時態數據融合;重點介紹了系統狀態監測和準實時分析與監控,采用多種方法實現擾動檢測和振蕩模式識別等;文中給出了算例,對系統特征、方法性能等進行了分析和解釋說明。
我國電網已進入數字化、信息化、智能化時代,未來利用廣域信息的電網運行控制技術有很好的應用前景。本書適合智能電網、能源互聯網等專業技術人員,以及電力系統及其自動化專業師生閱讀。
目錄
譯者序
原書前言
第1章廣域監測和分析系統
11引言
12廣域監測系統概述
13數據收集與管理
14未來智能監測和分析系統面臨
的挑戰
參考文獻
第2章廣域監測系統的體系結構
21引言
22WAMS的體系結構
221集中式WAMS結構
222分層式WAMS結構
223混合式WAMS結構
23數據融合中的問題
231數據
232智能同步相量數據
融合
233電力系統數據融合
策略
234數據同化的通用框架
24多模塊與單模塊模型間的
關系
參考文獻
第3章電力系統動態過程的時空
建模
31引言
32大規模時空測量數據的可
視化
33多元過程的空間時間
建模
331經驗正交函數(EOF)
分析
332基于SVD的本征正交
分解
333與平均值的偏差
34空間時間插值方法
341背景
342相似性度量
343空間結構
344權重的推導
345實際問題
35降維
351鄰近度(相似度)
度量
352非線性頻譜降維
36示例
361小信號響應
362大系統響應
363統計分析
37傳感器安置
371問題構建
372約束下的傳感器放置
參考文獻
第4章先進的數據處理和特征
提取
41引言
42功率振蕩監測
43時頻表示
431HilbertHuang分析
432小波分析
433TeagerKaiser算子
434動態諧波回歸
44多元多尺度分析
441多信號Prony分析
442庫普曼(Koopman)
分析
45環境刺激下的響應
451模型的方程
452模態響應
453整體系統響應
46在測量數據的應用
461HHT分析
462小波分析
參考文獻
互聯電力系統廣域監測技術目錄第5章多傳感器多時態數據
融合
51引言
52數據融合原則
53數據預處理和轉換
531帶通濾波和降噪
532區域級融合
54特征提取和特征選擇
541特征提取
542數據壓縮
543獨立測量
544過濾和多尺度監測
55用于系統監視的多傳感器融合
方法
551單尺度分析
552使用自相關神經網絡的
非線性PCA
553多模塊POD(PCA)
分析
554非線性PCA
555盲源分離
56多傳感器數據融合的其他
方法
參考文獻
第6章系統狀態監測
61引言
62電力系統運行狀況監測
63擾動和異常檢測
64基于模態的健康監測
方法
641濾波和數據處理
642熵與能量
643基于熵的系統變化
檢測
65廣域區間振蕩監測
651案例A
652案例B
66基于高維模式識別的
監測
661稀疏傳播實現
662數據聚類
663數值算例
664混合方案
67電壓和無功功率監測
671測量數據
672電壓監測的統計
方法
673復數形式的POD/PCA
分析
參考文獻
第7章準實時分析與監控
71引言
72系統行為的準實時監控
73數據處理與調整
731小波降噪與濾波
732基于EMD的濾波
74通過系統行為變化進行損傷
檢測
741事件觸發
742基于線性濾波的事件
檢測
743例證
75時間序列法檢測異常
操作
751準實時實現
752希爾伯特變換的準實時
實現
753局部平均速度
76基于模式識別的擾動
檢測
77基于滑動窗口的方法
771局部HHT分析
772數值算例
773基于滑動窗口的Koopman
模式分析
78遞歸處理方法
781線性回歸的狀態空間
模型
782系統振蕩模式的自適應
跟蹤
參考文獻
第8章廣域PMU測量的可解釋性
和可視化
81引言
82發電機組振蕩的損失
821運行背景
822記錄的測量數據
83記錄數據的分析和可視化
831振蕩模態特征
832阻尼計算
833瞬時參數
834量測數據的多時間多
尺度分析
835性能評估
84模式識別分析
841擴散映射分析
842與其他方法的比較
85POD/BSS分析
86電力系統模型驗證
861小信號分析
862大系統特性
87控制性能評估
參考文獻
附錄A本征正交模式的物理
意義
A1基于特征值的分解
A2基于SVD的POD
參考文獻
附錄B五機測試系統及參數
B1系統數據
B2基礎方式潮流
參考文獻
附錄C可改善經驗模式分解的
掩蔽技術
C1基于能量的掩蔽技術
參考文獻