同步相量测量装置的应用进展

简要介绍了同步相量测量装置的技术原理，综述了在电力系统状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护及故障定位等方面的研究和应用。现场试验、运行以及应用研究的结果表明，基于同步相量测量装置的广域测量技术，为保证电力系统的安全稳定运行提供了新的方法和手段。     

同步相量测量装置在火力发电厂的应用

介绍了同步相量测量装置(SMU-1型)的原理、结构及在发电厂的应用.电厂SMU投入后采集所有机组的发电机以及每条出线的有功功率、无功功率、功率因数等数据并传输到网调和中调,调度人员可随时观察机组的出力情况,通过自动功率控制(AGC)直接下达指令完成负荷的调整.另外,通过对上传数据的分析能够观察每台机组的运行状态是否良好,发现带病运行的机组就会下达检修命令.应用同步相量测量装置可对发电厂和电网进行统一控制,有助于电网的安全稳定运行.     

电网同步相量测量装置（PMU）

在发电厂和变电站安装相量测量单元（Phasor Measurements Units,PMU）,它将带时标的相量数据打包并通过高速通信网络传送到数据分析中心,并可计算系统惯性中心相角和各机组、母线的相对相角,进一步由相应的应用程序,对相量数据执行实时评估以动态监视电网的安全稳定性,或进行离线分析为系统的优化运行提供依据。     

同步相量测量装置的测试与评估

近年来,中国大部分区域电网建立了广域监测系统(WAMS),可以满足多方共享同步相量测量单元(PMU)数据的需求,PMU装置的测试与评估已成为亟待解决的难题.建立了PMU装置测试与评估综合系统,包括:测试平台、测试方法和评价体系;提出专门的静态和动态性能测试方法和测试程序;介绍PMU环境适应性测试平台、电磁兼容性能测试平台和性能测试平台;并详细地描述PMU评价方法,给出基于该测试平台的测试实例.     

同步相量测量在电网中的应用

同步相量测量技术已经成为成熟的技术,已有数个国际制造厂可以生产符合主流工业标准的同步相量测量装置(PMU,Phasor Measurement Unit).在经历的几大电网的大停电后,PMU的用处逐渐被重视,在电网中安装PMU是世界范围内几大电网目前的重要活动之一.文中简要介绍了PMU和广域测量系统(WAMS,Wide-Area Measurement System),并讨论了这些测量技术在改善电力系统监测、保护和控制方面的应用.     

智能变电站同步相量测量装置研制

同步相量测量装置因测量精度高、数据具有精确时标等特点已成为电网的重要监测设备,但目前在智能变电站中应用不多,还处于探索阶段。提出应用于智能变电站的同步相量测量装置,该装置采用嵌入式软硬件平台,在实现传统同步相量测量装置相量计算、故障录波、实时纪录分析、实时通信等功能的基础上,实现了符合 IEC 61850 标准的设备建模、采样值报文接收和解析、与站内监控及其他智能电子设备数据共享等功能。     

一种同步时标可自由设定的新型相量测量装置

提出一种同步时标可自由设定的新型广域电网相量测量装置（PMU）,它由频率自适应等间隔采样模块、同步时标形成模块和核心微处理器模块等构成。通过硬件电路与计算软件的合理分工与协调配合,实现了相量同步测量装置中“时间同步”与“频率同步”的解耦处理,从而装置能够根据自由设定的同步时标与时标同步方式,自动定位截取整周期采样数据（无频谱泄漏）进行高精度离散傅里叶变换（DFT）相量计算,并通过简单的方法对截取DFT数据窗时造成的时标同步偏移量进而计算相量的相角偏差量进行高精度线性修正。同时对同步时标位于DFT数据窗首、中、末点3种情况下的相量测量精度进行了仿真研究,得出了“中点同步”精度最高的正确结论。     

同步相量技术应用于电力系统暂态稳定性控制的可行性分析

在同步相量技术迅速发展和广泛应用的基础上,提出了基于同步相量响应的广域暂态稳定性控制的概念,阐述了其原理和系统结构,重点讨论了系统实现所涉及的关键技术,包括功角测量、暂态稳定性判别和控制决策、响应时间、通信方式和可靠性设计等,从而论证了同步相量技术应用于电力系统暂态稳定性控制的可行性和优越性.     

基于改进DFT的电力系统同步相量测量算法研究

离散傅里叶变换(DFT)在相同条件下,具有运算效率高、易于嵌入等优点,被广泛应用于电力系统同步相量测量中。但由于非同步采样及频域离散化问题的存在,DFT在进行相量测量时会出现频谱泄露和栅栏效应,使得计算结果产生误差。针对这一问题,推导了DFT在非同步采样情况的相角误差方程,利用相角差对信号频率进行跟踪测量,得到精度较高的频率值。据此,提出了基于改进DFT的同步相量测量方法,利用跟踪所得频率将DFT结果分为整数部分和分数部分,并通过等效替换对分数部分进行了修正。经仿真实验证明,该方法具备较高的抗干扰能力和测量精度,整体效果较传统算法有了很大的提升。在此基础上,利用TMS320F2812设计了一个同步相量测量装置(PMU)硬件系统,通过该系统实现了频率、幅值和相角的准确测量。     

同步相量测量装置校准器参考相量计算方法

电力电子设备的广泛应用导致电力系统逐渐出现了新的稳定性与可靠性问题,亟需高精度实时测量与感知技术,为解决上述问题提供数据基础。作为最有效的动态监测手段之一,同步相量测量装置(PMU)的测量精度至关重要。提出了一种PMU校准器的参考相量计算方法,为PMU测试提供校准参考值。该方法分析了电力系统典型静动态信号特性,建立了基波相量通用信号拟合模型,可表征PMU测试标准中除阶跃测试外的所有静动态测试信号。提出了基于非线性拟合的相量幅值、相角与频率迭代求解方法,并根据所得频率提出了基于最小二乘法的频率变化率计算方法。进一步,分析揭示了迭代初始值、计算时间窗长和拟合阶数对计算精度的影响及其设置方法。仿真与实验测试结果表明,该方法精度至少比标准规定的精度要求高1个数量级,可用于PMU的测试与校准。     

基于GPS的同步相量测量技术在电力系统中的应用

论述了基于GPS同步相量测量装置原理,并介绍相量测量装置在电力系统状态监测与控制、状态估计、非线性励磁控制、自适应保护、输电线路故障定位等方面的应用。     

基于同步相量测量技术的配电网故障定位

配电网的故障定位是配电网自动化系统中的一项高级功能。为此,针对配电网的特点,结合同步相量测量技术对节点电压方程进行了处理,导出了一种新型的故障定位矩阵算法。该算法具有较强的通用性,求解过程简单快捷,故障定位快速,对于部分类型的故障还可以具体解出故障距离。最后结舍IEEE13节点系统和[EEE36节点系统,说明了该算法的定位方法并证实了其有效性。     

基于改进Morletd1波变换的同步相量及功率测量新算法

为PMU装置提供精确的相量测量算法对于提高广域测量技术的可靠性具有重要意义。一些常用的相量测量方法较易受频率波动、谐波和间谐波的干扰,测量效果并不理想。提出一种基于改进Morletd、波变换的相量及功率测量新算法。改进Morlet小波变换的等效时频窗宽度能够灵活调整而不受窗函数中心频率的限制,因而可根据测量需要获取较好的频率分辨率和动态特性。MATLAB仿真结果表明,该方法具有较好的动态响应速度。能够准确、有效地测量电力系统基波电压、电流相量、以及所派生的电气量,不受系统频率波动的影响和改进Morlet小波频率窗口外信号分量（谐波、间谐波）的干扰,且无需同步采样。     

基于同步相量测量的电力系统等值及电压稳定评估

提出了一种基于同步相量测量的电力系统等值方法。该方法只需利用同步相量测量,即被监测负荷节点同步电压相量和电流相量,将系统等值成两节点系统。在此基础上以负荷阻抗模与系统等值阻抗模的差值和负荷阻抗模相比,作为判断电压稳定与否的指标,并且推导了在负荷模型为阻抗模型和功率模型时,该指标的正确性。采用EPRI-36节点系统进行仿真,验证了方法的正确性及合理性。     

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。     

高性能同步相量测量装置守时钟研制

同步相量测量装置(PMU)可靠工作倒丶亲魑讲裳龀逶吹娜蚨ㄎ幌低?GPS)的秒脉冲的可靠性.针对由于气候、故障及其他因素可能造成秒脉冲失效的情况,采用数字锁相环技术,利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)及高精度晶振,研制了一种高性能的PMU守时钟.GPS信号正常时,守时钟跟踪输入的秒脉冲;秒脉冲失效时,守时钟则提供一定误差范围内与秒脉冲同步的替代信号.文中分析了其性能,通过仿真和实验进行了验证.     

同步相量测量装置在500kV远东变电站的应用与分析

对比了传统电力监测系统与现代电力监测系统的差异,简述了同步相量测量基本原理,介绍了500kV远东变电站同步相量测量装置CSS-200/1型号的具体应用,结合现场调试项目对CSS-200/1系统的主要功能进行分析。     

相量测量装置故障分析

变电站和电厂安装相量测量装置（phasor measurement unit,PMU）用于加强电力系统的动态检测和分析能力。但由于PMU相量测量装置对全球定位系统（global position system,GPS）的高度依赖以及对通道的严格要求,PMU装置故障频发。统计分析了PMU的常见故障,指出目前PMU故障包括了数据变量名称或系数错误、传输丢帧和离线文件召唤失败等情况,并针对各种情况给出解决意见。