智能配电网运行状态估计中微型同步相量测量单元的运用

熊 文 危国恩 王 莉 徐 全 于 力 姜 臻

（1.广州供电局有限公司 2.南方电网科学研究院有限责任公司）*1

0 引言

电力系统作为社会运作，以及人们日常生活的基础，主要是由发电、输电、变电以及配电等方面组成。从智能配电网的角度来说，经常会受到一些因素的影响，导致智能配电网运行状态估计存在较大的误差，进而对电力系统运行的稳定性，造成一定程度上的影响。因此，电力行业为了避免该问题的产生，逐渐将微型同步相量测量单元应用到智能配电网运行状态估计中，逐渐呈现多元化和互动性运行状态，提升运行状态估计的准确性，保证电力系统运行的稳定性，这样对其行业的发展，也是非常有利的。

1 微型同步相量测量单元分析

在微型同步相量测量单元应用之前，需要对微型同步相量测量单元的相关内容进行明确，这样才能体现出其自身的优势。下面就从概述和重要性等方面，对其相关内容展开分析和阐述。

1.1 概述

微型同步相量测量单元能够对电力系统全网信息实现异地同步测量的功能，这样对电力系统运行状态估计、运行状态稳定控制、以及运行故障状态识别、运行状态保护等方面，都起到了非常重要的作用，如图1所示。

微型同步相量测量单元的同步测量信号相对较为稳定，并且可以利用其他先进的技术形式，保证数据采集的同步性和实时性［1］。同时，若信号处于失效的状态，微型同步相量测量单元可以在一定程度上保证运行状态的稳定性和安全性。

1.2 重要性

由于智能配电网运行阶段相对较为复杂，经常会受到一些因素的影响。然而，微型同步相量测量单元在应用的时候，也对各项问题进行有效的规避和识别，保证智能配电网运行状态估计的准确性，提升其运行状态的稳定性。

1）由于电力电子化源荷导致智能配电网噪声相对较强，并且具有一定的多样性，通过利用微型同步相量测量单元提升运行故障识别和判断的准确性。

2）微型同步相量测量单元的应用，可以准确和全面掌握智能配电网运行的状态，并且根据实际情况进行控制，保证运行的稳定性，这样也是系统优化的先决条件。

3）微型同步相量测量单元的测量度和采样频率都是相对较高的，可以有效测量智能配电网运行系统节点，分析电压和电流的相关信息［2］。同时，可以通过规模化进行部署，这样可以有效提升智能配电网运行的检测能力，保证智能配电网运行的稳定性和安全性。

2 具体应用

近几年，电力行业为了保证智能配电网运行状态估计的准确性，提升其运行的稳定性，逐渐将微型同步相量测量单元应用到其中，以下对具体的应用，展开分析和阐述。

2.1 诊断应用

在微型同步相量测量单元应用的时候，诊断应用作为一项基础内容，主要是从以下几个方面展开。

1）智能配电网运行状态估计主要是利用已知的网络模型和测量数据，尽可能地识别出电网运行的情况，分析其运行故障的所在。但是，由于智能配电网运行具有一定的波动性，因此在运行状态估计的时候，具有一定的难度。然而，微型同步相量测量单元的应用，可用较为复杂的求解过程，对智能配电网运行状态进行估计。在计算的时候，需要先解决定义状态量和测量状态量之间的关系，其关系公式为：z=h（x）+e，其中z表示测量量，h（·） 表示状态量x，并且呈现非线性关系，e为测量误差。同时，在微型同步相量测量单元应用的时候，利用目标函数展开进一步的计算，其公式为：

式中，R为测量误差的协方差矩阵［3］。另外，通过各项计算公式，可以对其中可能出现的影响因素，进行综合性的考虑，这样可以大大提升智能配电网运行状态的稳定性。

2）随着电力系统的不断发展，智能配电网运行规模逐渐扩大，这样在运行阶段难免会产生运行故障，那么，微型同步相量测量单元在应用的时候，首先需要假设各个运行故障依次发生，并且在假设完成以后，需要对故障进行数据采集和计算。其次，在计算完成以后，需要对电源节点的电压运行状态进行对比，这样可以准确地识别出智能配电网运行故障。最后，在电源节点实测值和计算误差之和为“0” 的话，那么就可以确定对应的负荷节点呈现运行故障的状态。若是误差之和最小值不为“0”，那么需要对输电线路进行详细分析，这样也可以确定智能配电运行故障是否产生，以及产生的位置，进而可以准确地、有针对性地进行处理，提升智能配电网运行状态估计的准确性，为智能配电网运行的稳定性，提供基础性的保证。

2.2 控制应用

微型同步相量测量单元在智能配电网运行状态估计应用的时候，所涉及的方面有很多，控制应用就是其中的一项内容，主要内容可以从以下几个方面内容展开。

2.2.1 微电网协调

智能配电网中加入微电网运行，可以呈现并网和拖网的状态，但是如何使两者成为一个平稳转换的状态，成为电力行业在智能配电网运行工作中的一项难点［4］。因此，微型同步相量测量单元在该方面应用的时候，需要进行综合性的考虑，可以利用PMU量测数据实时计算微电网与主电网之间的不平衡功率，这样可以将输出功率进行实时输出，进而提升智能配电网运行状态估计的准确性，保证运行状态处于平稳。

2.2.2 电能控制

电能控制也是控制应用中的一项重点内容，微型同步相量测量单元在应用的时候，可以利用PUM和智能电能表量测数据，并且对基波电能和谐波电能等分别进行计算。同时，在计算完成以后，需要将两者的比值作为函数目标，并且通过柔性交流输电系统对可变电感和电容进行调整，如图2所示，这样可以实现实时监测的状态，大大降低了运行故障的产生。

2.2.3 控制保护

由于智能配电网运行状态相对较为复杂，所以做好控制保护工作是非常必要的。那么，微型同步相量测量单元在应用的时候，需要将该方面作为一项重点内容，首先需要根据智能配电网运行区域提出保护算法、布点算法，这样可以有效提升其保护性能；其次，可以利用局部测量值的方式，对运行区域进行控制，并且需要确定转移流量，这样可以大大提升运行状态估计的准确性，提升其运行的稳定性［5］。最后，可以利用PUM量测数据对智能配电网的运行结构进行实时测量，并且需要根据运行状态，对继电器的整定阐述进行实时更新，这样不仅保证运行状态估计实时性，也实现了自身的保护能力。

2.3 混合运行应用

混合运行也是微型同步相量测量单元在智能配电网运行的一项重点，在应用的时候，需要对运行状态进行实时监测，并且采用分段拟合的方式，对误差较大或者数据不全等方面进行处理。同时，在处理完成以后，需要构建多时间标尺混合量测预处理数据集，这样可以准确分析配电网运行状态的情况，从而提升运行状态估计的准确性。

3 应用效果

微型同步相量测量单元的应用，对于智能配电网运行状态估计起到了重要的作用和意义。在应用的时候，通过有效的方式方法，可以有效提升运行状态估计的准确性［6］。同时，对智能配电网运行状态进行实时控制，分析其中可能产生的故障，进行有效的解决，以此保证智能配电网状态运行的稳定性。

4 结束语

综上所述，本文在简要分析微型同步相量测量单元以后，从不同角度和方向，对微型同步相量测量单元在智能配电网运行状态估计的应用，展开了分析和阐述，例如诊断应用、控制应用、混合运行应用等方面，其目的就是保证智能配电网运行状态估计的准确性，提升智能配电网运行的稳定性，确保电力系统运行的有效性，促使其行业的发展进程。