СИНХРОФАЗОРИ В СУЧАСНИХ ЕНЕРГОСИСТЕМАХ: ВИЗНАЧЕННЯ, ВИМІРЮВАННЯ ТА АРХІТЕКТУРА WAMS

Анотація

З розвитком сучасних енергетичних систем постає нагальна потреба в підвищенні точності вимірювання електричних параметрів і керування електромережами. Одним із ключових інструментів цього процесу стали синхрофазори PMU (Phasor Measurement Unit), що забезпечують синхронізовані в реальному часі вимірювання фазових кутів, амплітуд і частот сигналів. У статті розглядаються основні проблеми, пов’язані з неоднозначністю визначення синхрофазора, впливом гармонік, шумів і похибок синхронізації, а також розроблено аналітичний підхід до формалізації вимірювань на основі перетворення Гільберта. Обґрунтовано визначення амплітуди, фази та частоти електричних сигналів у нестаціонарних умовах, розкрито архітектуру систем широкозонного вимірювання WAMS (Wide Area Measurement Systems), до складу яких входять PMU, концентратори PDC (Phasor Data Concentrator), канали передачі даних і центральні системи керування. Наведено принципи побудови багаторівневих WAMS, включно із Super PDC, що дають змогу агрегувати дані з різних регіонів і забезпечують онлайн-моделювання та моніторинг електромереж у реальному часі. Показано роль GPS-синхронізації у забезпеченні єдиного часу вимірювань, а також наведено приклади практичного застосування WAMS для запобігання аварійним ситуаціям, синхронізації генераторів, адаптивного захисту й виявлення аномалій. Запропонована методика забезпечує високу точність та уніфікацію вимірювань, підвищення ефективності моніторингу й керування енергосистемами, а також адаптацію до викликів, пов’язаних з інтеграцією відновлюваних джерел енергії та переходом до інтелектуальних електричних мереж (Smart Grids).