广域测量系统中PMU的通信方案

在基于数字信号处理器（DSP）和高速AVR系列单片机的双CPU协调工作的同步相量测量单元（PMU）研究开发的基础上，进行了其通信方式的研究。PMU内部DSP与AVR单片机之间采用串行外围接口（SPI）实现高速可靠通信，以便AVR单片机完成瞬时数据和相量数据的记录、显示和通信，实现PMU独立运行；PMU与现场工控机之间采用通用串行总线(USB)接口传送瞬时数据和相量数据，实现局域分析和控制；以控制器局域网（CAN）总线和工业以太网技术相结合的通信方式把相量数据传送至测量中心实现全网分析和控制。     

eCAN和Ethernet在同步相量测量装置中的应用

文章在基于数字信号处理器(DSP)和高速AVR单片机双CPU的同步相量测量装置PMU(Phasor Measurement Unit)的研究基础上,提出了一种eCAN总线(Enhanced Controller Area Network)与工业以太网相结合的PMU数据通信方案.讨论了eCAN的硬件设计原理和软件设计流程,设计了基于高性能数字信号处理器TMS320LF2407的连接CAN现场总线和工业以太网的嵌入式现场网关,实现了PMU与现场工控机(动模实验)以及远程控制中心的实时通信.     

eCAN和Ethernet在同步相量测量装置中的应用

文章在基于数字信号处理器(DSP)和高速AVR单片机双CPU的同步相量测量装置PMU(PhasorM easurem entUn it)的研究基础上,提出了一种eCAN总线(Enhanced Controller Area Network)与工业以太网相结合的PMU数据通信方案。讨论了eCAN的硬件设计原理和软件设计流程,设计了基于高性能数字信号处理器TMS320LF2407的连接CAN现场总线和工业以太网的嵌入式现场网关,实现了PMU与现场工控机(动模实验)以及远程控制中心的实时通信。     

USB通讯技术在同步相量测量装置中的应用

介绍了通用串行总线(USB)通讯技术在基于数字信号处理器(DSP)和高速AVR单片机双CPU协调工作的同步相量测量装置(Phasor Measurement Unit PMU)中的应用研究。提出了一种基于USB总线技术的：PMU数据通讯方式,阐述了：PMU中USB硬件电路的设计原理及工作过程,给出了固件程序、驱动程序以及应用软件设计方法;提出了USB的远程扩展技术,可实现PMU相量数据的远程传输。     

WAMS中PMU的完整周期抗混迭同步采样方法

基于全球定位系统（GPS）的同步相量测量装置（PMU）是广域测量系统（WAMS）的重要组成部分。提出一种基于GPS同步时钟和数字信号处理器（DSP）以及高速AVR单片机的双CPU同步相量测量装置;利用DSP的一个输入捕获单元捕获GPS秒脉冲并同步到32位高精度定时器,控制每个周期采样的起始时刻,利用另一个输入捕获单元捕获频率并把相应的采样周期传送给16位定时器的周期寄存器控制该完整周期的采样间隔,从而建立了完整周期抗混迭同步采样方法,避免了因频率变化而引起的采样混迭现象;利用DSP的高精度时钟配合同步信号源以提高同步时钟的可靠性。     

相量同步测量装置内部高速通信接口开发

以PMU为基本单元构成的广域电网相量同步测量是现代电力系统运行状况实时动态监测、分析和控制的基础。已研制的嵌入式PMU由测量DSP和人机交互(MMI)两部分构成。鉴于测量的高实时性和高可靠性,两者之间的数据传输有着较高的要求。利用TMS320C6000系列DSP中的16位HPI接口、PC104总线及CPLD芯片EPM7128S设计了一个嵌入式PMU内部数据传输的高速通信通道,并在QNX平台下开发了接口的相关软件。所设计的接口在开发的样机中得到应用,提高了PMU内部数据传输速度,提高了PMU的整体性能。     

基于GPS同步技术的电力动态监测系统的设计

设计了一种基于全球定位系统(GPS)的同步相量测量装置,用于广域测量系统(WAMS),实现对电力系统关键相量的实时监控。采用基于GPS同步时钟和数字信号处理器(DSP)实现的PMU利用DSP的输入捕获功能,在进行捕获GPS的PPS信号的方法的同时,也对捕获采样信号的频率进行跟踪。采用过零点采样与傅里叶算法相结合,进行信号采样和数据的处理,避免了因频率变化而引起数据误差,提高了PMU的采集精度及抗干扰性。     

基于USB总线同步相量测量装置通信方式设计

介绍了一种基于USB的同步相量测量装置(PMU)的数据通信方式设计,阐述了PMU装置中USB通信模块的设计过程,给出了固件程序、驱动程序以及应用软件设计方法,同时提出了USB的远程扩展技术.可实现PMU相量数据的远程传输.采用USB总线技术实现PMU与现场工控机的数据传输,既满足其可靠的高速传输要求,又使得PMU可脱离上位机而独立运行.     

电力参数的数字化测量和无线数据传送

本文介绍一种采用高档AVR单片机ATmega128L并结合单相电能表专用芯片CS5460,利用西门子无线GSM通信模块TC35构成的具有IC卡现场数据采集、远程电话Modem数据采集、无线短消息(SMS)数据采集等多种远程数据采集方式的三相电力参数测量仪表的设计过程。以此来说明如何使仪表实现三相电力参数的数字化测量和如何利用现代通信手段来实现测量数据的远程自动传送。     

基于概率分布的广域测量系统时延特性分析

通信时延是广域测量系统(WAMS)应用于广域阻尼控制所需计及的重要因素,如何描述WAMS通信时延尚缺乏有效的模型,因而提出了基于概率模型的WAMS通信时延特性建模方法。在浙江电网WAMS实际运行工况下,根据WAMS数据包特点以及通信结构,对相量测量单元(PMU)子站到WAMS主站的总体通信时延进行了测定,分析了时延数据的统计特点,结果表明:各PMU子站通信时延均值都小于100ms,多数PMU子站通信时延大于100ms的数据占比小于1%。最后基于浙江电网WAMS大量实测数据对通信时延采用概率模型进行建模,表明对于不同时段,不同PMU子站,采用莱斯分布能够有效地表征WAMS通信时延的分布特性。     

相角-电压空间上的实用动态安全域

电力系统中的相量测量单元(PMU)可以实现电网部分相量(如节点的电压相量)的实时异地同步测量与传输.为充分发挥含PMU的广域量测系统(WAMS/PMU)在电力系统安全预警、保护与控制中的作用,研究了节点相角-电压空间上保证暂态稳定的动态安全域的边界性质.研究表明,对于既定的事故和事故前、后系统图形,相角-电压空间上实用动态安全域的临界边界同样可以用一个或极少数几个超平面近似描述.节点相角-电压空间中的实用动态安全域边界的拟合具有非常好的精度.基于这样一个安全域和WAMS/PMU提供的节点信息,可以很方便地计算出相角-电压空间的任一增长方向上的稳定裕度.也可以通过可视化,在线观察目前运行点距既定预想事故下稳定边界各个方向上的距离.     

利用以太网和ATM技术实现电网运行状态实时监测

针对当前电力系统动态安全监控系统中相角测量装置(PMU)数据传输时延大、系统规模有限的现象，利用计算机网络在数据传输中的准确性和高波特率性，采用以太网和异步传输模式(ATM)相结合的方式，通过全光纤通道，构建了一套高实时性的全网相角信息实时传输通道。在工程中，该系统实现了一个周期上传一次数据，从而可实现在PMU广域测量数据基础上对电网的运行状态进行实时监测。     

一种基于DSP+ARM的发电厂多通道热工监测与自动控制系统

设计一种适用于发电厂的基于DSP ARM的新型多通道热工监测与自动控制系统.该系统的硬件采用高速DSP芯片和高性能ARM微控制器作为核心器件,DSP承担热工数据实时检测和自动控制指令执行,ARM承担数据的分析、综合、管理和自动控制指令的产生,DSP与ARM之间采用基于HPI的通讯方式.DSP的软件采用C语言开发,固化在DSP系统的F lash存储器中,ARM的软件基于嵌入式L inux操作系统使用C 语言开发,嵌入式L inux操作系统和管理软件均固化在RAM系统的F lash存储器中.该系统能够实时、全面、高精度监测、管理和自动控制热工参数,既可以独立运行,也可以作为大型发电厂热工监测与自动控制系统的局域系统.     

广域测量系统中刀片式构架相量数据集中器的设计与实现

基于同步相量测量技术的广域测量系统(WAMS)为电力系统各领域的研究和开发提供了全新的数据支持平台。相量数据集中器(PDC)是WAMS中连接同步相量测量单元(PMU)和测量主站的关键环节,目前多数解决方案是采用工控机来实现。实际情况表明,基于工控机的PDC在可靠性和可扩展性方面存在明显不足。采用刀片式构架理念设计的新型PDC极大地提高了其在可靠性和可扩展性方面的表现,特别是对基于IEC 61850标准过程层总线的智能变电站有很好的适应性,实际运行验证了所提出的解决方案有效、实用。     

EMS数据流管理系统的框架设计

针对现有关系型数据库系统在能量管理系统（EMS）实时应用中存在的缺陷，设计了一个新型EMS数据流管理系统的框架，并建立了相对应的数据流模型。该框架能够根据流速不同对采集数据进行分类处理，通过数据流查询窗口对相量测量单元（PMU）高速数据进行分割、降速、筛选，实现了对PMU数据和原有监控与数据采集（SCADA）系统测量值的并行实时处理，并且能够在实现稳态计算功能的同时对系统进行动态监测。文中描述了系统的基本结构、各组成部分的功能和关键技术，并在数据流处理方面提出了一些提高效率的改进措施。     

广域相量测量技术发展现状与展望

总结了基于相量测量单元(PMU)的电力系统广域测量系统(WAMS)在中国的发展应用现状,介绍了智能电网调度控制系统(简称"D5000系统")中WAMS、数据采集与监控(SCADA)系统,以及保护与故障信息系统的图模库一体化整合,以及多调度中心WAMS数据的按需共享。分析了目前PMU/WAMS进一步推广过程中,在电磁暂态现象分析、实时广域控制、海量数据传输和处理以及强迫振荡检测和控制等方面遇到的技术难题。从扩展PMU应用领域、解决海量数据传输和处理问题、提高WAMS本身应用问题分析能力、提高PMU本身的质量和动态量测性能等几个方面为PMU/WAMS的下一步发展方向提出了建议。     

计及PMU支路电流相量的状态估计模型

评述了相量量测在电力系统状态估计中的各种应用模型,包括仅采用相量测量装置(PMU)的量测进行线性估计、在非线性估计中加入PMU电压幅值和相角量测,以及把非线性估计和线性估计结合等方案.把PMU量测值直接作为估计值虽然可以降低估计的维数,但不一定有利于估计精度.当前PMU的配置还难以满足可观性要求,故必须将PMU量测与其他量测一起用于状态估计.但在非线性估计中,很难直接利用PMU支路电流量测,特别是其相角量测.文中提出通过量测变换来计及PMU支路电流幅值和相角量测的模型.对各种非线性估计模型的仿真说明该模型的估计精度优于其他方案.     

利用PMU数据提高电力系统状态估计精度的方法

同步相量测量单元(phasor measurements units,PMU)因能测得高精度的同步相量数据而被广泛应用于电力系统中,而传统的监控及数据采集系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)是电力系统运行和静态安全监视的基础。文中提出了一种PMU与SCADA数据共存的数学模型用于电力系统状态估计。该模型在保留原有SCADA数据的同时,通过虚拟测量方法对PMU观测范围进行大范围拓展,提高数据冗余度及状态估计的精度。仿真结果表明,该方法具有较高的估计精度,且不受网络拓扑结构和PMU数量限制,适于SCADA和PMU数据共存系统。