建模电力系统的新方法旨在更好地监控和控制停电

主要的电源停电相当不常见，但是当他们发生时，他们可能会导致数十亿美元的成本 - 甚至有助于死亡。现在，北卡罗来纳州立大学的研究导致了一种方法，通过该方法，可以有效地推出高分辨率电力系统测量，也可以有效地用于开发大型电力系统的可靠型号，这将有助于我们保持一致关注他们的健康。

同步器是电压和电流的实时测量，提供电力系统中发生的各种复杂事件的高分辨率视图。它们是由称为相量测量单元(pmu)的精密数字记录设备测量的。Aranya Chakrabortty博士说:“pmu就像监控摄像头一样，可以持续监控人群在繁忙场所的复杂动态，并显示不同的人如何回应和相互交流。”描述该研究的论文的主要作者和NC州立大学电气和计算机工程助理教授。

“这项研究是帮助我们了解Synchophasor技术如何用于模拟任何大型地理分布式电力系统的复杂行为，特别是考虑到系统的互联性质，”Chakrabortty表示。

Chakrabortty说:“我们需要更好地了解进入一代集群(或局部节点组)的扰动如何可能扩散到整个系统，也会在邻近的集群中造成混乱。”“更重要的是，我们需要调查这种传播的速度是否由这些集群彼此连接的方式决定的。”Chakrabortty解释说，北美电网被划分为四个不同的运行区域，每个区域都有几个这样的发电区域，在这些区域，干扰很容易传播。

例如，在2003年东北停电期间，在俄亥俄州和新英格兰的发电机构似乎运作得很顺利。然而，两种区域之间存在显着的差异，当它变成无功功率 - 这是一种发电的副产品。这种差距创造了一系列级联系列“电压崩溃”事件 - 这将从大约5000万人削减电力，与多重死亡有关，估计为4至100亿美元。该事件强调了需要在全球监控系统，而不是专注于单独的各个节点。

“为了了解主要干扰的影响如何传播到整个北美电力系统，我们需要高度可靠和严格的数学模型，捕捉其不同集群的动态，以及当集群在整个系统中相互连接时，这些动态将如何演变，”Chakrabortty说。“电力系统中的传统测量方法太慢，因此无法捕捉到这些瞬即变化的动态。有了同步相量技术，这样的模型是可能的。”

Chakrabortty及其来自Rensselaer Polytechnic Institute（RPI）和南加州Edison的共同作者开发了一种创建群集模型的方法，它使用位于节点集群中的特定点的PMU中使用Synchophasors。该方法还允许人们通过比较系统中不同点的PMU测量来识别群集如何彼此连接。“一旦您建模了集群并确定了它们的连接，”Chakrabortty说：“我们的算法使您能够在大的干扰面上模拟较大系统内的群集内的交互式行为。我们还展示了如何在节点上最佳地放置PMU，以提取最大数量的有用信息以获得更好的建模。

Chakrabortty补充道:“我们的模型信息量大，但易于计算。”“它们将帮助电力系统运营商实时跟踪和预测任何分布式电力系统的全球健康状况，以便在未来避免像2003年停电这样的灾难。这项研究将为监测和控制北美电网带来一种全新的视角，北美电网正变得越来越庞大，也越来越混乱。”

这篇论文，“基于测量的大电力系统动态等效框架使用广域相量测量”，由RPI的Joe Chow博士和南加州爱迪生公司的Armando Salazar合著。这篇论文在网上发表IEEE智能电网学报。该研究部分由电力系统研究财团部分资助，目前正在国家科学基金会的支持下在国家核鸣声处延长。

北卡罗来纳州立大学电气和计算机工程系是该校工程学院的一部分。

- 船员 -

编辑注：研究摘要跟随。

“使用广域相位测量的大功率系统的动态相等的基于测量的框架”

作者Aranya Chakrabortty，北卡罗莱纳州立大学;Rensselaer Polytechnic Institute的Joe H. Chow;Armando Salazar，南加州爱迪生公司

发表：2011年1月在线IEEE智能电网学报

抽象的：大型电力系统的广域分析和控制高度依赖于聚集的思想。例如，人们经常听到电力系统运营商提及“华盛顿北部”的炫耀如何反对“南加州”，以应对各种干扰事件。这里的主要问题是我们是否可以分析代表华盛顿和加利福尼亚的这些概念，聚合发电机的动态机电模型，这在现实中是成千上万的实际发生器的一些假设组合。在本文中，我们解决了这个问题，并通过使用在传输线上的特定点上的相位测量单元（PMU）上的动态测量来构建如何构造大型电网的简化区域模型的几种新结果的简明概述。我们的研究示例是由西方电力协调委员会（WECC）中广泛遇到的电力传输路径的动机，即代表WA-MT流的两区域径向系统，以及类似于太平洋交流间歇性的星连接的三个区域系统。