调查与电力传输系统的控制有关的定时可靠性的制作方法

专利名称：调查与电力传输系统的控制有关的定时可靠性的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力传输系统的大范围区域控制的领域。本发明更具体地关注用于评 估在电力传输系统中的定时准确度的方法、功率控制装置和计算机程序产品。
背景技术：
紧随电力市场不断进行的放松管制，从遥远的发电机到本地消费者的负载传输和 电力过网已经变成常见的做法。由于电力生产公司之间的竞争和优化资产的新出现的需 要，增加的电力量通过现有网络传送，由于传输瓶颈而频繁地引起拥塞。传输瓶颈典型地通 过引入对传输接口的传递限制来处理。这提高系统安全性。然而还暗示必须连接更昂贵的电力生产，同时较不昂贵的生产从电力网断开。从 而，传输瓶颈对社会具有巨大的成本。如果不考虑传递限制，系统安全性降级，其可隐含大 量用户的断开或甚至在非常可能的意外事件的情况下隐含完全的断电。传输瓶颈的根本物理原因常常涉及电力系统的动力学。许多动态现象必须避免以 便保证足够安全的系统操作，例如同步丢失(loss ofsynchronism)、电压崩溃和增长的机 电振荡。在这点上，电力传输系统是高度动态的，并且要求控制和反馈以提高性能并且增加 传递限制。例如关于在电力网的部分中出现的不期望的机电振荡，这些振荡一般具有小于几 Hz的频率并且被认为是可接受的，只要它们衰减得足够快即可。它们由例如在系统负载中 的正常变化或在网络中可能跟随故障的开关事件发起，并且它们是任何电力系统的特性。 上文提到的振荡还常常叫做区域间振荡模式，因为它们典型地由在系统的一个地理区域中 的一组机器对该系统的另一个地理区域中的一组机器摆动而引起。当改变电力系统的操作 点时(例如由于在发电机、负载和/或传输线路的连接或断开后电力流的新的分布)会发 生不足阻尼的振荡。在这些情况下，少量MW的传输功率的增加可能使得稳定振荡和不稳定 振荡之间有不同，不稳定振荡具有引起系统陷落或者引起同步丢失、互连丢失的可能以及 最终无法向用户供应电力。电力传输系统的适当监测和控制可通过采取适当措施、例如连 接特别设计的振动阻尼设备的连接来帮助网络运营商准确评估电力传输系统状态以及避 免完全断电。因此有必要对这样的区域间模式振荡进行阻尼。该类型的电力振荡阻尼例如 在"Application of FACTS Device for Damping of PowerSystem Oscillations，，，by R. Sadikovic et. al, the proceedings of the PowerTech conference 2005,June 27-30, St. Petersburg RU 中描述。阻尼可以基于系统属性的本地测量，S卩，基于靠近确定并且还执行要求的阻尼的 地方测量的系统属性，或者可基于系统的各种区域中的测量。第一类型的阻尼通常表示本 地功率振荡阻尼，而后者的情况通常称作广域功率振荡阻尼。后一种类型的阻尼在许多方法中是优选的，因为它全局地而不是本地地考虑系统 性能。然而，由于这些测量从这样的系统的各个区域被收集，它们在到达执行广域功率振荡4阻尼的功率控制装置之前可能移动较长路程。这意味着使用的定时是重要的。良好的定时是重要的，因为如果没有好的定时则存在电力传输系统可能出故障的 风险。尽管电力传输系统由于定时不可靠而故障的可能性通常非常低，但进一步降低这个 可能性仍然是得到关注的，因为故障的电力传输系统的后果会是严重的。而且在除功率振荡阻尼之外的其他类型的广域控制中，可靠的定时也可能是重要 的。本发明目的是提高控制电力传输系统时的可靠性。

发明内容
因此本发明目的是提高控制电力传输系统时的可靠性。这些目的通过根据权利要 求1和11的方法和功率控制装置以及根据权利要求20的计算机程序产品来达到。从从属 权利要求，进一步的优选实施例是明显的。根据本发明第一方面，提供用于评估时间生成设备关于电力传输系统中的广域控 制所提供的定时准确度的方法，其中在电力传输系统中基于系统数据的加时戳的测量来执 行广域控制，该方法包括下列步骤调查关于测量所使用的定时，基于该调查来确定该定时是否可靠，以及如果认为该定时不可靠，则中止广域控制。根据本发明的第二方面，提供一种功率控制装置，其用于评估时间生成设备关于 电力传输系统中的广域控制所提供的定时的准确度。该广域控制基于系统数据的加时戳的 测量而在电力传输系统中执行。该功率控制装置包括定时偏差处理单元，其配置成调查关 于测量所使用的定时，基于该调查来确定该定时是否可靠，以及如果认为该定时不可靠，则 中止广域控制。根据本发明的第三方面，提供一种计算机程序，其用于评估时间生成设备关于电 力传输系统中的广域控制所提供的定时的准确度，其中该广域控制基于系统数据的加时戳 的测量来在电力传输系统中执行。该计算机程序可加载到功率控制装置的内部存储器中， 并且包括计算机程序代码部件以用于使得功率控制装置在该程序加载到内部存储器中时 调查关于测量所使用的定时、基于该调查来确定该定时是否可靠以及如果认为该定时不可 靠则中止广域控制。根据这些方面的本发明具有基于所使用定时的可靠性来中止广域控制的优势， 这提供电力传输系统中提高的可靠性(特别是与系统的时间发生设备所使用的定时相关 时)。这在闭环控制系统中是特别重要的。在本发明一个变型中，该定时的调查可包括调查测量的时戳。确定该定时是否可 靠则可包括确定时戳的一个或多个是否可靠，以及中止广域控制可包括在时戳的一个或多 个被认为不可靠时中止广域控制。在本发明的另一个变型中，该时戳的调查包括确定计划用于广域控制的测量的 时戳与该系统的测量收集装置接收这些测量的时间之间的至少一个时间延迟；比较该时间 延迟与具有上限和下限的时间延迟范围；以及如果所确定的时间延迟在该范围之外则执行 广域控制的中止。该范围的上限可以由其中广域控制是可能的时间来限定。该范围的下限可关于测量值能够到达所述功率控制单元的最快时间来设置。该下限可优选为0。该功率控制系统可包括测量对齐单元，其根据这些测量的时戳来对齐这些测量。 至少一个时间延迟的确定在这里可包括确定在由测量对齐单元传送之后的测量的时间延 迟，该时间延迟与该范围的上限进行比较。测量对齐单元在这里可以是测量收集装置，并且 至少一个时间延迟的确定还可包括确定由测量对齐单元接收的测量的时间延迟，该时间延 迟与该范围的下限进行比较。根据本发明另一个变型，加时戳测量可以从测量值提供装置获得，这些装置与至 少一个参考时钟装置联络。测量的时戳可以伴随有指示与参考时钟装置丢失联络的设定， 该调查可涉及调查这样的设定是否存在于这些测量中，以及中止可涉及如果该设定存在于 至少一个测量中则中止广域控制。该定时还可涉及将通过参考时钟装置提供的时间与本地 时钟的时间进行比较，以及在差值超出可靠性阈值的情况下中止广域控制。这个可靠性阈 值可根据可能具有安全余量的本地时钟准确度来设置。根据另一个变型，可以调查来自与适用性判据相关的至少两个不同的测量提供装 置的测量的测量值，以及如果不满足该适用性判据则中止广域控制。该控制可涉及在局域和广域功率振荡阻尼之间可切换的功率振荡阻尼，并且当广 域功率振荡阻尼已经被中止时可发起本地功率振荡阻尼。


下文中参照附图示出的优选示范实施例更详细地说明本发明主题，附图包括图1示意示出根据本发明第一实施例连接到形成功率控制装置的功率振荡阻尼 布置的电力传输系统中的多个测量提供装置，图2概述测量提供装置所提供的测量数据的一般结构，图3示出本发明第一实施例的功率控制装置中使用的定时偏差处理单元的模块 示意图，图4示意示出概述根据本发明第一实施例的方法中执行的多个方法步骤的流程 图，图5示意示出在正时间延迟差错的情况下传送至测量对齐单元的测量，图5B示意示出在负时间延迟差错的情况下传送至测量对齐单元的测量，图6A图表式图示了功率振荡阻尼单元的复频域中的极点移位(pole-shift)，图6B图表式图示了延迟的测量信号以及用于补偿时间延迟的四个可能的方案 (A，B，C 和 D)，图7A-7D示出四个可能的方案的Nyquist图，图8A-8D示出四个可能的方案的Bode图，图9示意示出连接至功率振荡阻尼布置的电力传输系统，其中提供根据本发明第 二实施例的功率控制装置，以及图10示意示出关于功率振荡阻尼布置所提供的测量对齐单元。
具体实施例方式图1示意示出其中提供了功率振荡阻尼设置10的电力传输系统。这个布置10是根据本发明第一实施例的功率控制装置。该电力传输系统优选是AC电力传输系统，并且然 后在例如50或60Hz的网络频率工作。图2示意概述测量提供装置所提供的测量数据的一 般结构。该电力传输系统可以在多个地理区域中提供。这些区域典型地在彼此相距较大距 离处提供，其中一个可以例如在芬兰南部提供而另一个在挪威南部提供。地理区域可认为 是相干的区域。相干区域是其中一组电机器、例如同步发电机相干地移动、即它们一起振荡 的区域。这样的区域还可认为是电区域，因为这些机器在电方面来说彼此相接近。在这些 地理区域中有连接地理分离区域的高压联结线(tie line)、中压线、在这些线路之间转变 电压以及切换连接的变电站以及局域中各种母线。测量装置进一步连接至这样的电力线和 母线。测量装置在这里可以连接至测量提供装置12、14和16，这些测量提供装置可以是相 量测量单元(PMU)。PMU提供关于该系统的加时戳的本地数据、特别是电流和电压相量。由 PMU贯穿网络收集以及集中被处理的多个相量测量因此可以提供该电力传输系统的总体电 状态的快照。这样的PMU正常地还配备有GPS时钟，其将它们自身与采用GPS卫星20、22、 对和沈形式的参考时钟装置同步，以及将发送通常采用相量、例如在时间上的例如每20ms 的等距点处的正序列相量的形式的测量数据。这些测量P包括作为加时戳TS的相量的测 量值MV，其中时戳可表示在该系统中测量该相量时的时间点。在报告这些测量的格式中，还 存在可靠性字段RF，其指示该时戳TS是否可靠，以及更特别地指示测量提供装置是否与卫 星联络。这意味着，如果没有与卫星联络，则该字段指示该时戳是不可靠的，而如果测量提 供装置进行联络，则该字段指示该时戳是可靠的。这个字段的设定因此指示与参考时钟装 置丢失联络。在图1中，一般存在η个这样的测量提供装置12、14以及16，每个提供相量Ρ1、Ρ2 和Ρη。在这个示例中，这些测量提供装置是提供相量、对这些相量加时戳以及发送它们以便 这些相量由功率控制装置处理的所有的PMU。这里应该认识到，在不同地理区域的系统中可 以存在更加多不同的测量提供装置，其中地理区域正常对应于相对另一地理区域的一组机 器摇摆的分开的一组机器。在图1中，第一测量提供装置12示为发送第一测量或相量Ρ1、典型地为电压或者 电流相量，第二测量提供装置14示为发送第二相量Ρ2，以及第η个测量提供装置16示为发 送第η个相量Ρη。所有这些相量Ρ1、Ρ2、Ρη在线测量并且提供给功率控制装置。相量P因 此在远处地理位置处获得并且被测量提供装置12、14和16加时戳TS (典型地使用GPS时 钟)，以及通过可能是数千公里长的通信通道发送至测量对齐单元28。测量对齐单元观可以是相量数据集中器(PDC)，并且接收上述测量以及将他们同 步，即，包装具有相同时戳的相量。测量对齐单元观是测量收集单元，即，例如从电力传输 系统的各个地理区域收集测量的单元。在本发明的这个第一实施例中，这个测量对齐单元 观是功率振荡阻尼布置10的一部分。因此，在本发明的一些实施例中，它可以是功率控制 装置的一部分。测量对齐单元观监听正在定期(例如每隔20ms)发送加时戳相量的测量提供装 置。测量对齐单元观按照时戳来对齐相量，从而每个时隙预期来自各测量提供装置的一个 测量或相量，并且在与给定时隙对应的测量可用时转发所有测量。测量对齐单元28将时间对齐的测量或相量提供给在这里是功率振荡阻尼单元34的广域控制单元。这样，它还向定时偏差处理单元30提供与测量相关的数据。测量对齐单 元观在这里向定时偏差处理单元30提供所传送的测量Pl、P2、Pn的时戳TS、测量值MV1、 MV2和MVn和可靠性字段设定RFl、RF2、RFn以及指示这最近接收到的测量的时间的定时指 示符Tl。还存在GPS时钟32，它提供全局当前时间GCT。将这个全局当前时间GCT连同指 示或信号N0_CT —起提供给定时偏差处理单元30。信号N0_CT是指示GPS时钟32与参考 时钟装置20、22、对和沈之间是否存在联络的信号。还将测量值或相量MVl、MV2、MVn传送 给广域功率振荡阻尼单元；34。功率控制装置10可采取用于可以是同步发电机或者FACTS或HVDC设备的执行器 所提供的一般功率控制系统的形式来实现。功率控制装置在这里包括执行器控制单元40， 它为执行器提供执行器控制信号。在这里，在功率控制装置中生成调制信号，将调制信号与 执行器控制单元40所生成的执行器控制信号相加，以便中和功率振荡。这个调制信号在这 里简单地称作控制信号。因此，广域功率振荡阻尼单元34可生成控制信号，它被施加到执行器控制单元 40，用于执行广域控制、如区域间功率振荡的阻尼。可如何执行这种阻尼同样是本领域已知 的，并且这里不作更详细描述。在第一实施例的功率控制装置中，定时偏差处理单元30还 连接到切换单元38，切换单元38还连接到在这里采取本地功率振荡阻尼单元36的形式的 本地控制单元，以及连接到执行器控制单元40。本地功率振荡阻尼单元36在这里与广域功 率振荡阻尼单元34并联设置。广域功率振荡阻尼单元34提供一个反馈环，而本地功率振 荡阻尼单元36提供另一个反馈环，其中在这里提供两个环用于闭环功率振荡阻尼(POD)， 它与机电振荡的阻尼相同。顶部的本地反馈环对应于标准配置，其中输入信号PL是本地测 量的量、如本地传输线上的电力流或本地得出的频率。因此，该本地功率振荡阻尼单元36 接收本地测量PL，并且提供根据这些本地测量PL所确定的调制信号，可将调制信号与执行 器控制单元40所生成的控制信号相加。因此，广域功率振荡阻尼单元34和本地功率振荡 阻尼单元36连接到切换单元38，它将信号从这两个单元34和36的任一个传递给执行器控 制单元40，用于执行功率振荡阻尼。根据本发明，切换单元的这种控制的至少一部分通过使 用切换信号SW0、经由定时偏差处理单元30来提供。图3示意概述定时偏差处理单元30的一种实现。在这个单元中，时戳TS和定时 指示符TI由时间延迟确定元件52来接收。时间延迟确定元件52还接收来自功率控制装 置的GPS时钟的当前全局时间GCT。可靠性字段设定RF1、RF2、RFn由第一组合元件60来 接收，而测量Pl、P2、Pn的测量值MVl、MV2、MVn由测量值比较元件62来接收。在定时偏差 处理单元30中，还存在本地时钟42，它向计数器44提供本地当前时间LCT，计数器44又将 计数提供给定时比较元件46。还存在时间捕捉元件48，它接收来自功率控制装置的GPS时 钟的全局当前时间GCT。定时比较元件46又连接到第二组合元件50，第二组合元件50接 收来自GPS时钟的信号N0_GT。根据这些输入，第二组合元件50生成信号，它被提供给第三 组合元件56。延迟确定元件52根据时戳TS、定时指示符TI和全局当前时间GCT来确定至 少一个时间延迟TD，并且将这个时间延迟TD提供给比较元件54，比较元件M还接收时间 延迟范围TDR，将所确定时间延迟TD与其进行比较。根据这个比较，比较元件M将信号提 供给第三组合元件56。第三组合元件将信号提供给第四组合元件64，第四组合元件64还 接收来自第一组合元件60以及来自测量值比较元件62的信号。根据这些信号，第四组合元件64生成激励切换单元的输出信号SW0。各种组合单元可有利地对其接收的信号执行逻 辑“或”运算，因此在图3中示为逻辑“或”电路。现在将参照前面所述图1、图2和图3以及参照图4来描述根据本发明的这个第一 实施例的执行器的操作，图4示意示出概述在根据本发明的一个实施例的方法中所执行的 多个方法步骤的流程图。测量提供装置12、14、16用于得到复合电压和电流、即相量，它们已经从整个系统 的远程位置的测量得出。测量提供装置12、14和16提供有GPS时钟，即，它们具有与采取 GPS卫星20、22、M和沈的形式的参考时钟装置联络的时间保持电路，以便提供准确定时。 为此，所有测量提供装置12、14和16均提供有天线。各天线可监听数量‘m’个卫星。这些 测量则通过时间保持电路获得加时戳的TS。此外，对这些加时戳测量或相量添加可靠性字 段RF。根据特定测量提供装置是否与GPS卫星联络，这个字段获得关联设定。因此，如果测 量提供装置没有与卫星联络，则存在设置的标志。如果设置了标志，则对应时戳因而是仅基 于本地时间保持电路的时戳。因此它是不可靠的。此外，把来自所有测量提供装置12、14、 16的(采取相量形式的)数据P1、P2、Pn传送给测量对齐单元观，它因而可以是中央相量 数据集中器(PDC)。测量对齐单元观在这里包含在功率振荡阻尼布置10中，即，在第一实 施例的功率控制装置中。但是，应当知道，它也可与功率振荡阻尼布置10分离。这个测量 对齐单元观负责使从所有测量提供装置12、14、16所接收的数据同步。根据本发明，在功 率控制装置的测量对齐单元观中接收具有在这里以时戳TS表示的第一时戳的测量P1、P2、 Pn。这里应当知道，测量提供装置的GPS时钟和功率控制装置的GPS时钟可监听卫星的完 全不同集合或者某个公共集合或者完全相同集合，取决于其地理位置。但是，GPS时间信息 的使用意味着，所有测量提供装置和功率控制装置具有相同的时间参考。如果发现GPS时戳信息是可靠的，则将采用广域功率振荡阻尼单元34。为了确定 这个可靠性，测量对齐单元观提取测量？1、？2、？11的测量值驟1、1^2、1^11、可靠性标志1^1、 RF2、RFn和时戳TS，并且将该提取数据发送给定时偏差处理单元30。测量对齐单元28还 得到指示最近接收测量的时戳的定时指示符Tl，并且将其提供给定时偏差处理单元30。定 时偏差处理单元30还接收来自GPS时钟32的指示全局定时是否存在的信号N0_GT以及来 自GPS时钟32的全局当前时间GCT。信号N0_GT按照与来自测量提供装置的测量中的可靠 性字段相同的方式来指示GPS时钟32是否与卫星联络。广域功率振荡阻尼单元34确定控制信号，供执行器控制单元40在功率振荡阻尼 中使用。与其并行地，本地功率振荡阻尼单元36还根据本地测量PL来确定控制信号，供执 行器控制单元40在功率振荡阻尼中使用。将这两种控制信号提供给切换单元38，它选择其 中之一以提供给执行器控制单元40。正常提供的是来自广域功率振荡阻尼单元34的控制 信号。但是，在一些情况下感兴趣的是改用局域功率振荡阻尼单元36或者没有功率振荡控 制信号。本发明针对这些情形的至少一部分。一种这样的情形是当时间生成设备所提供的定时即使使用GPS时钟也不可靠时。 时间生成设备在这里通常包括参考时钟装置20、22、对和沈以及测量提供装置12、14和16 和/或功率控制装置10的GPS时钟。定时因许多原因而可能是不可靠的，例如没有测量提 供装置与参考时钟装置之间的联络、没有功率控制装置中的GPS时钟与参考时钟装置之间 的联络、单错误测量提供装置或差错参考时钟装置。因此，需要调查关于电力传输系统中的9广域控制、然后特别关于广域功率振荡阻尼所使用的定时的准确度。在定时偏差处理单元30中接收时戳TS、定时指示符Tl、测量值MVl、MV2、MVn以及 可靠性标志RFl、RF2、RFn (步骤66)。更具体来说，时戳TS和定时指示符TI由时间延迟确 定元件52来接收，可靠性字段RFl、RF2、RFn的标志由第一组合元件60来接收，以及测量值 MVU MV2和MVn由值比较单元62来接收。时间延迟确定元件52在这里首先确定测量的至少一个时间延迟TD。一般来说， 一个时间延迟TD可通过形成全局当前时间GCT与时戳TS之间的差来确定，其中时间差可 表达为TD = GCT-TS(步骤68)。然后，将该差别TD提供给比较元件M。然后，比较元件 M通过执行与分开的测量提供装置的时戳相关的比较来调查关于测量所使用的定时。因 此，它执行与所有测量提供装置的加时戳测量相关的上述比较。一方面，执行这个比较以便 确保测量的时间延迟不会太长，因为如果是这样，则可不再执行广域功率振荡阻尼；另一方 面，为了确定测量提供装置所提供的时戳足够准确，即，它们是可靠的。为此，比较元件M 将各测量Pl、P2、Pn的时间延迟TD与具有上限和下限的时间延迟范围TDR进行比较(步骤 70)。在使用测量对齐单元的情况下，所调查的测量将具有相同的时戳。因此，比较元件讨将测量的时间延迟TD与最大延迟时间上限进行比较，以及如果 超过最大延迟时间极限，则广域功率振荡阻尼被认为不可能执行、被中止，并且应当进行到 本地功率振荡阻尼的切换。换言之，如果时间延迟没有低于这个最大延迟时间极限，则将要 提供的广域控制被认为不成功。对于振荡的区域间模式，这个最大延迟时间极限可关于振 荡周期来设置。如上所述，测量提供装置所提供的时戳TS可能是不可靠的，不是由于没有与参考 时钟装置的联络，这是在定时偏差处理单元30的另一个部分中处理的，而是因为在所述的 测量提供装置中存在内部差错。这表示实际时间延迟是上述时间延迟加/减误差容限。因 此，如果时戳TS不可靠，使得公共时间参考的假设不成立，则这将被理解为附加“时间延 迟”，但这种情况下的附加“时间延迟”可以是正和负的。根据本发明，当应用范围的上限时， 实际上根本不考虑这个误差或者附加“时间延迟”。这个上限仅根据将所确定时间延迟与最 大时间延迟进行比较来决定，其中可执行功率振荡阻尼，而不考虑误差容限或附加“时间延 迟”。如果误差或附加“时间延迟”为正，则这仅引起增加的安全余量。在这里可主张， 如果附加“时间延迟”或误差为负，使得实际时间延迟实际上大于上限，则比较元件认为时 间延迟是在极限之内，并且不正确控制动作是结果。这时，这由于如下原因而是相当不可能 的情况。时间延迟可描述为具有平均和方差的随机过程。假定在调试时检验时间延迟的平 均数对于广域控制是可接受的，对具有时间延迟的异常值的误差进行定时或多或少是不可 能的。本质上要求第一时戳提供有误差，同时在通信网络中引入协调的实际时间延迟。另一方面，范围的下限考虑误差容限或附加“时间延迟”。这里，下限关于测量可 到达功率控制单元、即例如广域功率振荡阻尼单元等广域控制单元的最快时间来设置。在 这种情况下，时间下限关于测量可到达功率控制装置的最快时间来设置。最小时间延迟极 限在这里通常为0。这意味着，如果所确定时间延迟具有明显不正确的值，例如提供小于可 能的时间延迟、如0或者甚至负时间延迟，即，指示测量在被接收之后发送的所估计时间延 迟，则广域控制被中止，并且应当执行到本地控制的切换。
前面所述的是将时间延迟与范围进行比较的一般原理。如果不存在测量对齐单 元，则这是可适用的。但是，在这里所述的第一实施例中，存在这种测量对齐单元观，它等待 与时戳关联的所有测量被接收，然后转发具有相互对齐的相同时戳的所有测量。现在又参 照图5A和图5B更详细地描述当使用测量对齐单元时存在由于错误的测量提供装置引起的 时间延迟的情况，图5A示意示出在正时间延迟误差的情况下传送给测量对齐单元的测量， 而图5B示意示出在负时间延迟误差的情况下传送给测量对齐单元的测量。测量对齐单元28包括多个栈STl、ST2、STn，每个测量提供装置12、14和16对应一 个栈，其中测量按照发送它们时的时戳或时隙被堆入栈。在各栈的底部的测量则是最近接 收的测量，而在各栈的顶部的测量是随后要传送给广域功率振荡阻尼单元34的在线测量。 在这里将顶栈位置提供到图5A和图5B的右侧，而将底栈位置提供到左侧。在图5所示的示例中，第一测量提供装置12将对应于4个时隙的正时间差错与正 确时间相加。因此，这个测量提供装置12所提供的时戳将显示比正确时间更低的值。这意 味着，如果错误测量提供装置提供时戳tn，则生成时戳的实际时间实际上为tn+4。当测量对 齐单元观等待与同一个时隙对应的所有测量(在转发之前被接收)时，这意味着，来自其 它测量提供装置14和16的测量被堆栈，直至接收到具有错误时戳的测量。这在图5A中通 过具有带对应于其栈中的时间Tn、Τη+1、Τη+2、Τη+3和Τη+4的时戳的测量的栈ST 2和ST η示 出，而栈ST 1仅具有带时戳tn的一个测量。因此，如果错误测量提供装置12提供不正确 时戳，使得它们前向移位4个时隙，则加时戳为tn的测量实际上将在时间tn+4从测量对齐单 元观发送。这表示正确加时戳的测量的时间延迟将增加4X At，其中At是时隙的长度， 它通常可以为20ms。这意味着，如果从测量对齐单元28传送给广域功率振荡阻尼单元34的测量、即 在测量对齐单元观的栈的顶部所提供的测量的时间延迟与设置成小于时间延迟的这个增 加的值的范围上限进行比较，则可对范围的某些上限自动检测这些定时差错。对闭环控制 系统的定时要求常常比所使用的时隙大小更为严格，因此正时间差错可通过这个量度来检 测，而无需任何附加调查。这意味着，正时间差错通常将使时间延迟超过所允许的最大时间 延迟，因此这也可用于检测正时间延迟差错。这也是显而易见的，因为正确定时的测量经过 延迟，这将提供错误定时的明显指示。图5B示出负时间差错的相同情况。在这里，第一测量提供装置12将对应于4个 时隙的负时间差错与正确时间相加。因此，这个测量提供装置12所提供的时间将显示比正 确时间更高的值。这意味着，如果生成时戳的实际时间为tn，则错误测量提供装置提供时戳 tn+4，而来自其它测量提供装置14和16的测量提供具有时戳tn的测量。在这种情况下，不 可能通过分析测量对齐单元所传送的测量来检测错误定时，因为无法将错误定时与正确定 时分离。通过改为调查各栈的底部，S卩，通过查看测量对齐单元观中最近接收的测量，能 够检测不正确时戳。如果例如当前时间为tn+ε，其中ε是通过系统的测量的延迟，则可 以看到，第二和第η个测量提供装置14、16在到达测量对齐单元时的时间延迟将为ε。但 是，来自第一测量提供装置12的测量的对应延迟而是为ε-4ΧΔ ，它在ε < At/4时将 为负。这显然是不可能的，因此，如果这个时间延迟小于最小值、如0或ε，则可确定定时误 差。
这意味着，当包含测量对齐单元时，能够确定由测量对齐单元观传送之后的测量 Pl、P2、Pn的一个时间延迟。这个时间延迟则与范围的上限进行比较，并且可为正时间延迟 误差而提供。以上对于比较时间延迟的一般原理一般描述了这种情况。还能够确定由测量 对齐单元观所接收的测量的另一个时间延迟，其时间延迟与范围的下限进行比较，并且为 负时间延迟误差而提供。为此，能够得到在栈ST UST 2, ST η的底部的测量、即最近接收 的测量，提取其时戳，并且将它们作为定时指示符TI提供给时间延迟确定元件52，它根据 当前时间GCT与这些定时指示符TI之间的差来形成另一个时间延迟TD。然后由时间比较 元件M将该另一个时间延迟与范围的下限进行比较。在这里应当知道，作为备选，能够根 据对栈中的测量的数量进行计数来得到这些时戳的时间。然后，可使用这个数量连同接收 测量的已知间隔，以便估计该栈的最近接收测量的时戳。由测量对齐单元28以这种方式来确定定时指示符TI可表达为TI = TS+ Δ T *STmAX其中，TI是定时指示符，TS是所处理或传送给广域功率振荡阻尼单元的测量的时 戳，Δ T是时隙长度、即标准测量传送和接收时间间隔，以及STmax是最大栈的大小。如上所述，在这里有可能的是，测量对齐单元观执行这个估计，并且将所估计的 时戳作为定时指示符TI提供给时间延迟确定元件52。但是，还有可能的是，测量对齐单元 观将定时指示符TI作为指示栈中的测量数量的栈大小指示符来提供。在这种情况下，时间 延迟确定元件52根据所传送测量的时戳TS和栈大小自行估计最近接收的测量的时戳。这样，调查关于测量所使用的定时，并且根据该调查来确定定时是否可靠。在这 里，这还涉及调查测量的时戳，并且确定时戳的一个或多个是否可靠，其中如果定时不可靠 并且在这里如果这些时戳的一个或多个不可靠则中止广域控制。因此，为所确定或所估计 的时间延迟进行比较。如果所估计的一个或多个时间延迟TD是在范围之内(步骤72)，则 进行与可靠性有关的进一步调查，而如果它们是在范围之外(步骤72)，即在极限之外，则 比较元件M向第三比较元件56提供指示应当中止广域控制并且应当进行切换的信号。第一组合元件60还通过调查测量Pl、P2、Pn的可靠性字段设定RFl、RF2、RFn (步 骤74)来调查关于测量所使用的定时。如果它们没有指示与参考时钟装置的丢失连接，即 时戳是可靠的(步骤76)，则进行进一步调查，而如果至少一个字段具有指示与参考时钟装 置的丢失连接的这种设定或标志，则第一组合元件60生成指示应当中止广域控制并且应 当执行到本地功率振荡阻尼的切换的信号。因此，根据该调查来确定定时是否可靠。如果所有接收单元(测量提供装置和功率控制装置)得到公共时间参考，但实际 时间被破坏，则时间延迟估计可能表现为正确的(尽管实际时间延迟过大)。根据本发明， 这通过把来自GPS时钟32的全局当前时间GCT与本地时钟42的本地当前时间LCT进行比 较(步骤78)来处理。这时，本地时钟42可能不太准确，但是对于提供GPS时间信息的可 靠性检验充分良好。因此，GPS时钟32提供经由参考时钟装置得到的时间。如果对窗口所 取的GPS时钟32与本地时钟42之间的差差别太大(例如大于准确度的差)，则发起到本 地功率振荡阻尼的切换。这可通过将全局当前时间提供给时间捕捉元件48的GPS时钟32 来进行，时间捕捉元件48连续读取采取滑动时间捕捉窗口中的可配置时间(比如说200ms) 的‘一天的ms’形式的这个时间信号。例如可具有Ims时间周期的本地时钟42还将本地当 前时间LCT发送给计数器44，它可以是可重置的，并且具有与滑动窗口的长度相同的值。然后，本地时钟能以Ims精度运行。在各计数周期(200ms)结束时，时间捕捉窗口的输出可与 计数器最终值进行比较，计数器最终值则在定时比较元件46中设置为固定值QOOms)。理 想地，它们应当完全匹配。但是，如果定时差很小、即低于可靠性阈值RTH(步骤80)，则进 行进一步调查。但是，如果定时差高于可靠性阈值RTH(步骤80)，则定时比较元件46向第 二组合元件50提供指示应当命令切换的信号。可靠性阈值RTH可按照本地时钟42的定时 的可靠性来设置。如果例如定时差高于本地时钟42的这个可靠性或者高于两个时钟的标 准可靠性的差，则可发起广域控制的中止。在这里，还能够包括安全余量。这样，对于错误 GPS时钟来调查关于测量所使用的定时，并且根据这个调查对可靠性进行确定。第二组合元件50还接收信号N0_GT。这个信号与来自定时比较元件46的信号进 行组合。这意味着，如果这个信号N0_GT指示GPS时钟已经丢失与参考时钟装置的连接，或 者来自定时比较元件46的信号指示应当中止广域控制，则第二组合元件50还生成指示应 当中止广域控制的信号。第三组合元件56连接到比较元件M和第二组合元件50，以及如果它们的任一个 生成指示应当中止广域控制的信号，则第三组合元件56又生成指示应当中止广域控制的 信号，该信号被提供给第四组合元件64。值比较元件62还针对适用性判据AC来执行测量值MV1、MV2和MVn的调查。这个 适用性判据AC可以是两个复电压角之间的差角大于180度。这种角度差是系统已经分离 并且来自系统的孤立部分的测量被比较的指示。在这种情况下，应当中止广域控制，并且进 行到本地控制的切换。因此，关于适用性判据AC来调查测量值，适用性判据AC可以是一对 相量的角应当以适当余量分离小于180度。如果满足这个适用性判据(步骤84)，则允许 持续广域控制、在这里为持续广域功率振荡阻尼(WAPOD)(步骤86)，而如果不满足(步骤 84)，则值比较元件62向第四组合元件64提供指示应当中止广域控制并且应当进行切换的 信号。因此，可起源于两个分开地理区域、相互之间摆动的两个这种相量之间的差角可与角 阈值进行比较，以及如果差角超过角阈值，则中止广域功率振荡阻尼。如果第四组合元件64接收到这种信号，则中止在这里为广域功率振荡阻尼 (WAPOD)的广域控制(步骤88)。这种中止在这里伴随有到本地功率控制的切换。更具体 来说，在从第一组合元件60、第三组合元件56和值组合元件62所提供的信号的任一个指示 应当进行切换的情况下，通过第四比较元件64生成切换信号SWO来执行切换。然后，将切换信号SWO提供给切换单元38，它改变功率控制装置的操作，使得这时 把来自局域功率振荡阻尼单元36的控制信号提供给执行器控制单元40以代替来自广域功 率振荡阻尼单元34的控制信号。因此，功率振荡阻尼在局域和广域功率振荡阻尼之间是可 切换的，并且当广域功率振荡阻尼已经被中止时发起本地功率振荡阻尼。这样，广域控制根据所使用定时的可靠性来中止。因此，本发明提供特别地与系统 的时间生成设备所使用的定时相关的多个量度，它提供电力传输系统中提高的可靠性。这 在闭环控制系统中是特别重要的。此外，当同时考虑对控制的其它限制时，还进行这种操 作。广域控制振荡阻尼可基于来自两个地理区域的相量之间的差角。在广域功率振荡 阻尼中，能够补偿系统中的延迟的一部分。有效地，在这方面，可使用充当广域功率振荡阻 尼单元的已知控制器，而无需修改其结构。为了补偿时间延迟，控制器参数按照本发明的下13列变型适当调整。一般来说，电力网利用所谓的超前滞后控制器(lead-lagcontroller)来改进不 合需要的频率响应。这种控制器在任何给定时间点用作超前控制器或者滞后控制器。在两 种情况下，将零极点对(pole-zero pair)引入开环传递函数。传递函数可在拉普拉斯域中 写作Y = S-ZνX s-p其中，X是对控制器的输入，Y是输出，s是复数拉普拉斯变换变量，ζ是零频率，以 及P是极点频率。极点和零通常均为负数。在超前控制器中，极点是在复数平面的零的左 边，|z| < ΙρΙ，而在滞后控制器中，|z| > IPU超前滞后控制器由与滞后控制器级联的超 前控制器组成。总传递函数可写作Y= (s- Z1) (s - Z2)X (S-P1) (S-P2)通常，Ip1I > Z1 > Z2 > |p2|，其中ZjPP1是超前控制器的零和极点，以及h 和P2是滞后控制器的零和极点。超前控制器提供高频的相位超前。这使极点向左移位，这 增加系统的响应性和稳定性。滞后控制器提供低频的相位滞后，这减小稳态误差。极点和零的精确定位取决于闭环响应的预期特性以及所控制的系统的特性。但 是，滞后控制器的极点和零应当靠近在一起，以便不会引起可能导致不稳定性或缓慢收敛 的极点向右移位。由于其目的是影响低频行为，所以它们应当在原点附近。R. Sadikovic等人的论文‘Application of FACTS Devices forDamping of Power System Oscillations，， (Proceedings of the Power Techconference 2005,6 月 27-30 日，M.Petersburg RU)针对在变化操作条件的情况下选择适当反馈信号以及随后自适应 调谐功率振荡阻尼(POD)单元或控制器的参数，为了所有目的通过引用将其公开结合到本 文中。它基于线性化系统模型，其传递函数G(S)扩展成N个残数(residue)之和N Jl= ^―N个本征值λ i对应于系统的N个振荡模式，而特定模式的残数氏给出对于系统的 输出与输入之间的反馈的那个模式的本征值的灵敏度。应当注意，在复数分析中，“残数”是 描述奇异点附近的亚纯函数的线积分的行为的复数。残数也可用于计算实数积分，并且允 许经由残数定理来确定更复杂的路径积分。各残数表示模态可观测性和可控制性的乘积。 图6A提供由广域功率振荡阻尼单元34所引起的s平面中的相位补偿角φ。以便取得所选/ 临界(critical)模式k的预期移位Xk= α k+j. cok的图形图示，其中α k是模态阻尼，以 及是模态频率。所得相位补偿角^^获得而作为对于从模式Xk、输入I和输出j的复残 数(为Resji(Ak))开始的在频率所得到的所有部分角份额之和的分别对+ π和-π 的补(complement)(全部采用(低通和高通)前置滤波器)。q>R是残数的角，以及Pf是由 前置滤波器所引起的相移。图6Α还图形示出功率振荡阻尼单元的s平面中的极点移位，以便取得感兴趣模式 k的预期移位Xk= α k+j. C0k，其中CIk是模态阻尼，以及是模态频率。所得相位补偿 角队获得而作为对于从模式λ k、输入I和输出j的复残数(为Resji Uk))开始的在频率14 k所得到的所有部分角份额之和的分别对+ π和-π的补(全部采用(低通和高通)前 置滤波器)。是残数的角，以及是由前置滤波器所引起的相移。q>Td是表示在频率 的时间延迟Td的相移。控制器参数的调整按照下列方式来确定。参照图6B，控制信号由虚振荡线表示。 为了简洁起见，示出无阻尼正弦波。控制信号从振荡信号(由实线表示)相移。信号与反 馈信号之间的相移为(《k.Td)，其中是被阻尼的模式的频率，以及Td是时间延迟。因 此，时间延迟可描述为在感兴趣振荡频率的相移。在图6B中可以看到，时间延迟对应于在 主频率ω的滞后60°。相关的修改补偿角从残数φ计算。在这个示例中，φ为80°。补偿 相移的修改补偿角的四个方案(solution)描述为滞后+1，滞后-1，超前+1，超前-1。参 照图6B，通过分别表示为A、B、C、D的波形上四个点图形示出四个方案。这个示例中的实际 值可看成分别是-280° ,-100°、80° ,260°。在调整本发明的控制器参数中的下一个步骤利用Nyquist图。Nyquist图在自动 控制和信号处理中用于评估具有反馈的系统的稳定性。它由其中绘制频率响应的增益和 相位的图表来表示。这些相量参量的曲线图示出作为与原点的距离和角度的相位及幅值。 Nyquist稳定性判据通过检查开环系统的Nyquist曲线图(即，包括所设计的控制器的相同 系统，但没有闭合反馈环)，来提供闭环控制系统的稳定性的简单测试。在本发明的当前变 型中，四个方案在四个Nyquist图上绘制，以便可易于确定最佳的方案。图7A-7D示出四个 这种控制方案的示例。图7A和图7D中，控制方案是不稳定的，因为曲线图的路线将稳定点_1，0圈入其 中。图7B示出基于远程反馈信号的第一稳定控制方案的Nyquist图。实轴附近的黑点90 表示增益稳定性余量，而单位圆上的黑点92指示相位稳定性余量。曲线图的路线形成明显 回路(loop)，它表明控制系统将具有较高的稳定性余量。图7C示出图6A和图6B中的示例 的第二稳定控制方案的Nyquist图。实轴附近的黑点94表示增益稳定性余量。相位稳定 性余量在这种情况下是无限的，因为没有与单位圆相交。曲线图的路线形成明显回路，它表 明控制系统也将具有高稳定性余量。围绕零的点划线表示单位圆。比较四个方案的Nyquist图，以便为控制系统确定具有最高稳定性的单个方案。 应当注意，全部四个方案补偿同一个模式，并且它们设计成取得s平面中的临界振荡模式 (critical oscillatory mode)的相同本征值/极点移位。但是，由于控制器的本征动态 学，每个所得闭环方案具有在图7A-7D所示的Nyquist图中可见的完全不同的属性。因此， 对闭环系统行为的影响对于各方案会不同，并且有可能清楚地识别控制系统的具有最高稳 定性的单个方案。但是，如果利用Nyquist图没有任何方案被清楚地识别作为最佳方案，则 继续分析的第二阶段。在这个第二阶段中，构成各方案的Bode图。Bode图是Bode相位曲线图上方的 Bode幅值曲线图的组合。Bode幅值曲线图是对数幅值与频率关系的曲线图，其以log-频率 轴来绘制，以便显示线性时间不变系统的传递函数或频率响应。Bode曲线图的幅值轴通常 表达为分贝，即幅度增益的常用对数的20倍。通过幅值增益为对数，Bode曲线图使幅值的 乘法成为在曲线图上增加距离(单位为分贝)的简单问题，因为log(a.b) = log(a) + (b)0 Bode相位曲线图是相位与频率关系的曲线图，也在log-频率上绘制，通常与幅值曲线图结 合使用，以便评估对频率进行相移的程度。例如，由Asin(Cot)所描述的信号可经过衰减，但是也经过相移。如果系统使它衰减因子χ并且使它相移-Φ，则出自系统的信号将为(A/ χ)8 η(ω -Φ)0相移Φ —般是频率的函数。相位也可直接从图形值相加，当相位看作是 复增益的复对数的虚部时在数学上明显的事实。因此，四个方案的Bode图如图8A-8D所示，并且经过比较，以便确定具有最优选增 益特性的单个方案。图8Α示出基于远程反馈信号的第一控制方案的Bode图。可观测到在 高频的衰变增益。图8Β示出基于远程反馈信号的第二控制方案的Bode图，并且可观测到 在高频的高增益。因此，测量噪声和/或与其它模式的相互影响所引起的对闭环系统行为 的影响对于各方案将会不同，并且有可能清楚地识别具有最优选增益特性的单个方案。但 是，如果利用所设计的控制器的Bode图没有方案被清楚地识别作为最佳方案，则继续分析 的第三阶段。在第三阶段中，可构成控制方案的复频域曲线图。在这种复频域曲线图中，X轴表 示s的实部，它是绝对模态阻尼，以及y轴表示s的虚部，它是单位为弧度每秒的模态频率。 s平面变换通常称作拉普拉斯变换，因此，在s平面中，与s相乘具有在对应实时域中微分的 效果，而除以s具有积分的效果。s平面上的各点表示本征值或传递函数极点。参照图6A，示出控制方案。表示为Xk&X(cross)表示没有任何阻尼控制器的方 案，而表示为λ k,des的X表明所选控制器或功率振荡阻尼单元所引起的阻尼的改进，因为本 征值位置的变化是朝向s平面的左半部。本领域的技术人员清楚地知道，在大多数情况下，其中在四个Nyquist图上绘制 四个方案的分析的第一阶段将足以区分哪一个是最佳方案。在这类情况下，不执行第二和 第三阶段。但是，如果Nyquist图的比较没有揭示单个最佳方案，则可继续第二阶段。例如， 如果四个方案中的三个表明同样可接受的方案，则只有那三个方案的所得控制器的Bode 图被构成和分析。此外，如果Bode图的比较没有揭示单个最佳方案，则可继续第三阶段。例 如，如果三个比较方案中的两个表明同样可接受的方案，则仅构成s平面中的那两个方案 的复频域图表被构成，并且分析本征值的位置。这使得能够确定单个最佳方案。一旦补偿角的单个最佳方案已经确定，则可矫正相移(表示时间延迟)。因此，闭 环控制对反馈环中不存在时间延迟的系统提供相似性能。总之，在操作中，功率振荡阻尼单元执行下列方法步骤。在第一步骤，得到四个参 数待阻尼的振荡模式的频率《k，前置滤波器所引起的相移cpF，残数角所引起的相移cpR，以 及控制环中的时间延迟Td。在第二步骤，考虑时间延迟所引起的影响的总补偿角CPc按照下 列方式来计算(J)w = rem(cok. Td，2 31)φ = φ F+ φ Ε- φ TdΦc = γem(Φ ,2 π )其中，rem(X，y)是除法x/y之后的余数。在第三步骤，四个可能的补偿角在所提供的控制器设计过程中计算(相对于表示 为方案A、B、C和D的正和负反馈的超前和滞后方案)。根据第四步骤，使用超前滞后方式 相量控制器从四个补偿角来设计四个可能的控制器。在第五步骤，对四个方案的每个来评 估闭环稳定性和稳定性余量。通过使用例如Nyquist图来选择具有最高稳定性余量的控制 器。在第六步骤，该选择可与控制器本身的动态行为的评估相结合。在高频范围具有衰变增益(滞后)或者在低频范围具有衰变增益(超前)的可能的控制器方案根据它与其它模式 或控制器可能的相互影响来选择。这通过创建增益特性的曲线图、如Bode曲线图来确定。 在最后步骤，选择具有最高稳定性余量的可能的控制器方案。这个方法步骤序列的原始输入数据通过从预定时间周期上的测量数据(从这个 数据创建模型)的电力系统的重复分析或者从现有电力系统模型来获得，并且对这个模型 运行上述过程。即，待运行的第一动作包括得到参数ωk、(pF、CpR和Td。在过程结束时，选择最佳补偿角，并且通过调整超前滞后控制器的参数将这个最 佳补偿角应用于反馈信号。总之，由功率控制装置所确定的时间延迟的大小可产生下列结果之一-振荡信号周期的大约10%或更小的时间延迟表示控制系统继续进行控制算法， 好像不存在时间延迟一样。-小于振荡信号周期的100%的大时间延迟表示控制系统继续进行补偿时间延迟 的控制算法。-振荡信号周期的100%或更大的时间延迟引起控制算法的消除，以便确保避免 对电力系统的不利影响。如上所述，可能的是，测量对齐单元不是功率振荡阻尼布置的一部分。可它作为单 独实体来提供。图9和图10示意概述根据本发明的第二实施例的情况。图9与图1相似，与其不同之处在于测量对齐单元18作为与功率振荡阻尼布置10 分离的实体来提供。它还提供有其自己的GPS时钟，这通过配备有天线来表示。这个测量 对齐单元18与布置10中的缓冲器95进行通信。测量对齐单元18向缓冲器95提供测量 Plr、P2r、Pnr,以及在这个缓冲器95中，测量Plr、P2r和Pnr的测量值MV1、MV2和MVn被 提取并且提供给广域功率振荡阻尼单元34。这些测量的时戳TS和可靠性字段设定RF也在 这个缓冲器95中被提取，并且提供给定时偏差处理单元30。在这个实施例中，定时偏差处 理单元30可提供有传感器(未示出)，它感测在功率振荡阻尼设备与测量对齐单元18之间 是否存在连接。传感器则向定时偏差处理单元30提供反映是否存在这种连接的信号。图10所示的测量对齐单元18包括输入缓冲器96，其中来自测量单元12、14和16 的测量Pl、P2、Pn被接收和解包。在这个缓冲器中，提供前面所述的栈，以及当提供某个时 戳的所有测量时，将这些测量MV1、MV2、MVn提供给单元18的输出缓冲器102，其中测量值 被重新包装并且作为测量Pnl、Pn2. . . Pnr发送给缓冲器95。在测量对齐单元18中，还存 在定时误差确定元件100，它得到输入缓冲器96中的测量的定时指示符Tl、时戳TS和可靠 性字段设定RF。前面所述的GPS时钟98还连接至定时误差确定元件100。定时误差确定 元件100使用时戳TS、定时指示符TI和全局当前时间GCT来检查定时的可靠性。如果定时 不正确，则它至少为对确定有错误定时的测量设置可靠性标志。作为备选，可对所有测量设 置这类标志。没有按照这种方式设置的可靠性字段保持不变。然后将可靠性字段RF和时 戳TS的设定提供给输出缓冲器102，其中将它们与属于这些时戳的测量值一起包装。根据本发明的这个实施例，测量对齐单元18因而提供有定时误差确定元件100， 它按照与最近接收的测量的时戳对应的定时指示符TI来确定时间延迟。如前面所述，这种 确定因而可使用待传送的测量的时戳TS、全局当前时间GCT以及与输入缓冲器栈中的延迟 有关的数据、即栈大小和时隙长度。然后，定时误差确定元件100将这些时间延迟与时间延17迟范围的下端进行比较，以及如果这个时间延迟低于范围的下限，则确定存在定时误差。这 个定时误差则通过在可靠性字段RF中设置可靠性标志的一个或多个来表示，其标志则被 提供给输出缓冲器102，其中将它们随测量Plr、P2r、Pnr —起包装，然后将它们传送给缓冲 器95。从缓冲器95，这些可靠性字段设定RF和时戳TS则被提供给定时偏差处理单元30， 它在设置了至少一个可靠性标志时切换到本地功率振荡阻尼，否则执行关于第一实施例所 述的定时调查的其余部分。定时偏差处理单元30还可执行关于功率振荡阻尼布置10与测 量对齐单元18之间是否丢失连接的调查，并且还根据它来停用广域功率振荡。在这个第二实施例中，省略测量值的调查。但是，在这个实施例中，还能够在定时 偏差处理单元30或者在测量对齐单元18中执行。还有可能的是，测量对齐单元18的定时 误差确定元件执行其它定时可靠性调查，即，将所传送测量的时间延迟与范围的上限进行 比较，并且调查参考时钟装置的可靠性。在这种情况下，可能的是，定时误差指示符将反映 所有这些调查。范围的上限和参考时钟装置的可靠性的调查在这里还由定时偏差处理单元 来执行。根据本发明的功率控制装置可有利地采取一个或多个处理器连同包括计算机程 序代码的内部存储器的形式来提供，计算机程序代码在由处理器运行时执行上述功率控制 装置功能性。因此，本领域的技术人员清楚地知道，本发明的功率控制装置可以是硬连线 的、如采取图3所示的分立组件的形式来提供，或者实现为计算机程序。这种计算机程序也 可在携带上述计算机程序代码的计算机程序产品上提供，例如一个或多个数据载体，如存 储棒或CD ROM光盘。在一个变型中，过程控制装置可运行于广域监测和控制平台。在另一个优选实施 例中，本发明的功率控制装置可运行于PDC。因此，本发明的功率控制装置可在功率电子执行器的控制系统、如FACTS、HVDC、 PSS、发电机励磁系统等中运行。本发明的许多其它变型是可能的。作为备选，正确性核对上述GPS时钟的全局当 前时间可属于连续滑动窗口类型而不是可预先配置步骤中的滑动。可靠性调查也要在单独 的测量提供装置中执行，以便在测量复电压和电流的加时戳期间检测GPS信号中的任何误 差。除了上述可靠性字段之外，在测量中还存在多个其它字段。这些字段包括具有例如CT 和PT比率标志以及测量数据真实性标志等状态标志的字段。还能够在中止广域控制时考 虑这些字段。还应当知道，与定时的可靠性不相关的所有调查可从图4所示的方法中省略。 实际上，还能够仅执行可靠性调查的一部分，以及仅执行一个定时可靠性调查、如时间延迟 调查。还应当知道，在功率振荡阻尼的情况下，可中止广域功率振荡阻尼，而无需执行任何 本地功率振荡阻尼。如上所述，测量对齐单元可从功率控制装置中省略。如果在系统中提供与功率振 荡阻尼布置分离的测量对齐单元，则它的任何定时误差确定元件可连同定时偏差处理单元 的适当元件一起包含在功率控制装置中。在这种情况下，定时偏差处理单元可被认为是分 布式的，其中一个部分设置在功率振荡阻尼布置中，而另一个部分、即定时误差确定元件设 置在测量对齐单元中。定时偏差处理单元也可以只设置在测量对齐单元中。还能够从功率 控制装置中去除广域控制单元、局域控制单元和切换单元中的一个或多个。这些可在需要时作为单独装置来提供。还应当知道，执行有可能省略的上述方法步骤中的上述调查的元件因而也可省略。 虽然本发明的以上描述说明用于功率振荡阻尼的系统，但是本领域的技术人员会 知道，可想到其中没有涉及功率振荡阻尼的其它实施例。具体来说，是远程电压控制的控制 方案和/或避免同步丢失的控制方案。因此，本发明仅由以下权利要求书来限制。
权利要求
1.一种用于评估时间生成设备(12,14,16,20,22,24,26,28,32)关于电力传输系统中 的广域控制所提供的定时准确度的方法，所述广域控制根据系统数据的加时戳的测量(P1， P2，Pn)在所述电力传输系统中执行，所述方法包括下列步骤调查(68，70，74，78)关于测量所使用的定时，根据所述调查来确定(72，76，80)所述定时是否可靠，以及如果认为所述定时不可靠，则中止(88)广域控制。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述调查定时的步骤包括调查所述测量的时戳 (TS)，所述确定定时是否可靠的步骤包括确定所述时戳的一个或多个是否可靠，以及所述 中止广域控制的步骤包括在所述时戳的一个或多个被认为不可靠时中止广域控制。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述时戳的调查包括确定(68)计划用于广域控 制的测量的时戳(TS)与所述系统的测量收集装置接收这些测量时的时间(GCT)之间的至 少一个时间延迟(TD)；比较(68)所述时间延迟与具有上限和下限的时间延迟范围(TDR)； 以及如果(72)所确定的时间延迟在这个范围之外则执行所述中止广域控制的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述系统包括测量对齐单元08;18)，它按照这些 测量的时戳来对齐所述这些测量。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述确定至少一个时间延迟的步骤包括确定在由 所述测量对齐单元传送之后的测量(Pl，P2，Pn)的时间延迟，该时间延迟与所述范围的上 限进行比较。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中，所述测量对齐单元是一个测量收集装置，并且 所述确定至少一个时间延迟的步骤包括确定由所述测量对齐单元接收的测量(Pl，P2，Pn) 的时间延迟，该时间延迟与所述范围的下限进行比较。
7.如权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，所述加时戳的测量从与至少一个参 考时钟装置(20,22,24,26)联络的测量值提供装置(12，14，16)获得。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述测量的时戳(TQ伴随有指示与参考时钟装置 丢失联络的设定(RF)，所述调查步骤涉及调查(74)这种设定是否存在于所述测量中，并且 所述中止步骤涉及如果这个设定存在于至少一个测量中则中止广域控制。
9.如权利要求7或8所述的方法，其中，所述调查定时的步骤涉及将通过所述参考时钟 装置(20,22,24,26)所提供的时间(GCT)与本地时钟(42)的时间(LCT)进行比较(78)，并 且在该差值超出可靠性阈值(RTH)的情况下(80)中止广域控制。
10.如权利要求7-9中的任一项所述的方法，还包括下列步骤关于适用性判据(AC) 来调查(82)来自至少两个不同的测量提供装置的测量的测量值(MVl，MV2，MVn)，并且在不 满足所述适用性判据时(84)中止广域控制。
11.一种用于评估时间生成设备(12,14,16,20,22,24,26,28,32)关于电力传输系统 中的广域控制所提供的定时准确度的功率控制装置(10)，所述广域控制根据系统数据的加 时戳的测量(Pl，P2，Pn)在所述电力传输系统中执行，所述装置还包括定时偏差处理单元(30)，配置成执行下列步骤调查关于测量所使用的定时，基于所述调查来确定所述定时是否可靠，以及如果认为所述定时不可靠，则中止广域控制。
12.如权利要求11所述的装置，其中，所述定时偏差处理单元配置成调查所述测量的 时戳(TS)，确定所述时戳的一个或多个是否可靠，并且在所述时戳的一个或多个被认为不 可靠时中止广域控制。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述定时偏差处理单元包括时间延迟确定元件 (52)，配置成确定计划用于广域控制的测量的时戳(化)与所述系统的测量收集装置接收 这些测量时的时间(GCT)之间的至少一个时间延迟(TD)；以及比较元件(M)，配置成比较 所述时间延迟与具有上限和下限的时间延迟范围(TDR)；以及如果所确定的时间延迟在这 个范围之外，则启用广域控制的中止。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述系统包括测量对齐单元08;18)，它按照这 些测量的时戳来对齐所述这些测量。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述时间延迟确定元件在配置成确定至少一个 时间延迟时配置成确定由所述测量对齐单元传送之后的测量(Pl，P2，Pn)的时间延迟，该 时间延迟与所述范围的上限进行比较。
16.如权利要求14或15所述的装置，其中，所述测量对齐单元是一个测量收集装置，并 且所述时间延迟确定元件在配置成确定至少一个时间延迟时配置成确定由所述测量对齐 单元接收的测量(Pl，P2，Pn)的时间延迟，该时间延迟与所述范围的下限进行比较。
17.如权利要求11-16中的任一项所述的装置，其中，所述定时偏差处理单元包括组合 元件(60)，它配置成得到指示与参考时钟装置丢失联络的设定(RF)，并且在这个设定存在 于至少一个测量中时启用广域控制的中止。
18.如权利要求11-17中的任一项所述的装置，其中，所述定时偏差处理单元包括定时 比较元件(46)，它配置成将通过所述参考时钟装置所提供的定时(GCT)与本地时钟02)的 定时(LCT)进行比较，并且在该差值超出可靠性阈值(RTH)的情况下启用广域控制的中止。
19.如权利要求11-18中的任一项所述的装置，其中，所述定时偏差处理单元还包括测 量值比较元件(62)，它配置成关于适用性判据(AC)来比较来自至少两个不同的测量提供 装置(12，14，16)的测量值(MVl，MV2，MVn)，并且在不满足所述适用性判据时启用广域控制 的中止。
20.一种用于评估时间生成设备(12,14,16,20,22,24,26,28,32)关于电力传输系统 中的广域控制所提供的定时准确度的计算机程序，所述广域控制根据系统数据的加时戳的 测量(Pl，P2，Pn)在所述电力传输系统中执行，所述计算机程序可加载到功率控制装置的 内部存储器中，并且包括计算机程序代码部件，用于使得在所述程序加载到所述内部存储 器中时使所述功率控制装置执行下列步骤调查关于测量所使用的定时，基于所述调查来确定所述定时是否可靠，以及如果认为所述定时不可靠，则中止广域控制。
全文摘要
本发明涉及一种用于评估时间生成设备(12，14，16，20，22，24，26，28，32)关于电力传输系统中的广域控制所提供的定时准确度的方法、功率控制装置和计算机程序产品，其中广域控制根据系统数据的加时戳测量(P1，P2，Pn)来执行。功率控制装置(10)包括定时偏差处理单元(30)，它调查关于测量所使用的定时(TS，TI、GCT)，基于调查来确定定时是否可靠，以及如果认为定时不可靠，则中止广域控制。
文档编号H02J3/24GK102044870SQ20101052212
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月15日 优先权日2009年10月16日
发明者B·贝格伦, R·马朱姆德 申请人:Abb研究有限公司