电力系统频率监测管理系统是针对现代电力系统复杂性和稳定性需求而发展起来的重要技术。随着智能电网的建设,传统的基于局部信息的控制和保护方法已经无法满足大规模电力系统的动态安全防御要求。这一背景下,同步相量测量单元(PMU)应运而生,它可以实时采集电力系统各节点的相角信息,但其高昂的成本限制了广泛应用。
20世纪90年代,基于GPS的PMU研发成功,为电网监测提供了新的手段。然而,PMU的高成本和安装难度推动了低成本替代方案——FNET(Frequency Monitoring Network)的诞生。FNET由美国田纳西大学的刘奕路教授提出,旨在建立一个基于互联网的广域频率监控网络,实现低成本、高精度和实时同步的频率监测。
FNET自2000年开始发展,由弗吉尼亚理工大学启动,现在已经在美国及全球部署了近200个频率扰动监测装置(FDR)。FDR可以直接接入低压配网,具备即插即用、安装成本低、数据采集精度高和扩展性强等特点。相比于PMU,FDR不仅降低了成本,而且功能更丰富,能监测频率、相角和电压变化,且测量结果更为准确可靠。
在国内,虽然PMU在部分地区的电网监测中有所应用,如清华大学和山东电网,但整体上,国内对FNET的研究仍处于空白。目前的系统主要作为故障录波器,未能实现广域在线实时监测的目标。
FNET的成功运行和应用,已经在美国的电力故障监测中发挥了重要作用,能够准确识别和定位频率扰动,对于理解和预防电力系统振荡有显著价值。随着第二代FDR的研制,未来将进一步提升频率测量精度和抗噪声能力。
总结来说,电力系统频率监测管理系统是保障电网安全稳定运行的关键技术,FNET作为一种创新的解决方案,有望在智能电网的大规模应用中发挥更大的作用,降低监测成本,提升监测效率。国内对此领域的研究和应用有待加强,以适应未来电力系统的发展需求。