基于新型改进矩阵束的便携式电网同步相量测量装置

针对传统同步相量算法受电网间谐波影响较大的问题,本文提出了一种基于新型改进矩阵束的电网同步相量测量算法.将电网信号构建成Hankel矩阵,对其进行奇异值分解并使用自适应定阶方法滤除其中的噪声干扰分量,通过矩阵运算得到准确的电压幅值、频率及相角.经过仿真验证,本算法对含有间谐波分量的电网信号测量结果优于流行的傅里叶变换测量算法.并根据此算法设计了一款便携式电网同步相量测量装置,可解决传统同步相量测量设备体积庞大、成本较高的问题,利用高精度卫星同步信号监测晶振实际频率,动态调整采样控制参数降低采样时间误差,将同步采样的电网波形参数与时间标签等无线传输至移动终端,完成电网信号幅值、频率及相角计算.实际测试表明,本装置具有较高的测量精度,其中电压幅值、频率和相角测量误差分别为0.038 5%、0.000 51 Hz和0.053 7°,满足《电力系统同步相量测量装置检测规范》(GB/T 26862—2011),具有较强的实际应用价值.

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。

《电力系统同步相量测量装置检测规范》的编制

介绍了关于广域测量系统系列标准中的《电力系统同步相量测量装置检测规范》的编写背景及编写意义,结合我国电力系统现状,分析了编写同步相量测量装置检测规范的迫切性。阐述了该检测规范的框架结构,对规范的主要内容,如功能检验、性能试验、抗电磁干扰试验等,进行了介绍。

同步相量测量装置的可靠性评估

提出一种定量分析同步相量测量装置(PMU:Phasor Measurement Unit)可靠性的评估方法,提出并定义定量评估PMU的可靠性指标——PMU的可靠度,针对PMU的各个硬件功能模块建立了相应的可靠性模型,其中全球定位系统(GPS:Global Position System)模块采用了备用模式并建立了Markov状态空间图。以一PMU为例进行计算,结果表明,该方法可有效用于PMU可靠性评估与分析。

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)可靠工作的关键是作为同步采样脉冲源的全球定位系统(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。

同步相量测量装置的一种异地校核方法

提出利用对晶振信号进行整数分频并结合GPS同步时钟生成相量测量装置(PMU)异地同步校核中基准信号的方法。通过分析可知,只要晶振频率足够高,生成的基准信号就有足够高的精度,而且信号的参量具有良好的可调节性。该方法可有效解决PMu测量网络中异地同步校核和自校核问题。

同步相量测量装置的以太网通信接口的设计

由同步电压测量装置、通信网络和监控中心组成的电网实时动态监控系统是电力系统研究和发展的方向,采用光纤以太网构建全网相角实时传输通道为信息的快速、时效的传输提供了保证;针对当前电力系统动态安全监控系统中相角测量装置(PMU)数据传输速率低、联网能力有限的现象,提出基于双DSP结构、具有网络接口的PMU硬件电路方案,给出了以太网接口的设计电路、网络协议栈的实现方法及程序流程,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。

一种新型的电网相量同步测量装置

研制了一种新型电网相量同步测量装置,结合GPS和单片机实现了异地被测信号的同步采样,很好地解决了采样频率自动快速跟踪并锁定电力系统基频变化和异地电网相量的同步测量问题,并通过理论分析表明,此装置在频率快速变化的情况下仍有较高的测量精度。

基于GPS技术的电力系统同步相量测量装置

提出了一种采用全球定位系统 (GPS)同步相量测量装置 (PMU)的硬件方案。其设计基于双DSP结构 ,具有高速的运算能力和丰富的外围电路 ,并配置了网络接口 ,通信方便 ,可以实现电力系统大量节点的同步相量测量。叙述了PMU的原理、结构以及在电力系统中的应用。

同步相量测量装置现场动态测试方法研究

随着大区电网的互联,低频振荡以及次同步振荡已经成为制约电力系统安全稳定运行的关键环节之一,如何保证互联系统可靠运行,也成为了电力系统研究的关键技术之一。在已有的研究基础上,针对同步相量测量装置,提出了一种现场动态高精度检测方法,同时验证时间是否同步,从源头上保证了电力系统运行的可靠性。

多通道配电网同步相量测量装置模拟器的设计

基于ARM cortex-A8处理器硬件平台,设计了一种支持多种通信方式、可模拟多台PMU的多通道配电网同步相量测量装置模拟器。该模拟器以现有《电力系统实时动态监测系统第2部分:数据传输协议》(GB/T26865.2—2011)通信规约为基础,在Linux操作系统中选择读取已有文件数据或随机产生数据,生成符合通信规约要求的数据报文,并通过socket建立多通道连接,完成各种帧的封装与传输。此模拟器克服了使用PMU实体装置进行测试的缺点,从而方便了WAMS系统数据传输的相关测试。

高坝洲电厂同步相量测量装置的故障及处理

针对高坝洲水力发电厂同步相量测装置的配置、功能,分析自投运以来其PMU与WAMS主站通讯出现过的异常情况、存在的问题及处理措施,通过优化电厂PCS-996装置2台集中器的运行模式,更新CFG2配置文件,完成系统软件升级,使电厂PMU装置运行稳定,能较好地满足了上级调度工作要求。

广域测量系统中的同步相量测量装置

文章对广域测量系统结构进行了分析,详细地介绍了同步相量测量装置的功能、硬件电路。在此基础上,综述了同步相量测量技术在电力系统中的应用与研究,并探讨了其发展前景。

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。

四统一四规范同步相量测量装置关键技术研究

智能电网建设的全面深入推进,对变电站自动化系统安全可靠运行和智能分析应用提出了新需求。为此,国家电网对自动化产品提出"四统一四规范"要求。介绍一种满足同步相量测量装置"四统一四规范"要求的装置,论述装置功能模块基本架构。阐述了装置关键技术研究内容,提出一种抑制带外频率的同步相量实时计算模型,入网测试结果显示该算法远优于标准要求。提出基于Hamming窗的双插值FFT次/超同步振荡监测算法,测试结果显示其有效性。揭示了直流换流站伪低频振荡/次同步振荡产生机理,对直流换流站提出采样频率要求。描述了和电流计算及品质处理、多间隔PT/CT断线判断逻辑等功能。最后介绍了装置信息模型及通信服务相关内容。

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DSP的同步相量测量装置的研究

同步相量测量装置(PMU)是广域测量系统(WAMS)中关键设备之一。本文设计基于DSP(TMS320LF2407A)双CPU结构的PMU,详述其硬件构成,并对其中的数据采集、GPS授时、数据通信部分作进一步阐述。在软件系统中引入实时操作系统μC/OSII,确保整个系统的实时性和可靠性。

基于微型同步相量测量装置的配电网扰动定位方法研究

现代配电网运行稳定性易受到多种因素的扰动,如高阻接地故障,分布式电源的投切给配电网电压分布以及网络损耗带来的影响,无功补偿装置与储能装置投切、电动汽车接入等,在本文中均将此类事件定义为扰动配电网正常运行的异常事件,文中首先介绍了配电网在国内的发展状况和微型同步相量测量的优点,对新能源利用形式下可能扰动配电网正常运行状态的常见事件进行分析,并提出了以电路定理中的补偿原理为依据,利用扰动事件发生时的等效电路和微型同步相量测量装置的实时相量信息配合进行配电网内异常事件的定位方法。

一种适用于同步相量测量装置校准器的高精度相量测量方法

对同步相量测量装置(PMU)进行测试和校准是其能否投入运行的关键。而针对PMU不同静态和动态测试,如何提供足够精度的基准相量是亟待突破的难题。该文提出一种适用于PMU校准器的高精度相量测量方法。该方法建立了PMU静态和动态测试通用相量拟合模型;构建拟合残差二次方和最小的最优化模型,提出相量非线性迭代求解方法,并提出相量参数初始值设置方法与边界约束条件,解决相量非线性模型的非凸性所导致的多解问题,提出噪声抑制方法,减小了噪声产生的误差,可为不同静态和动态过程提供基准量测量;进一步地,进行硬件选型,研制了PMU校准器。算法仿真与实验测试两方面的结果表明,该PMU校准器测量精度满足系统静态与动态条件下对校准器的要求,可用于PMU在实验室无高精度信号源条件下的测试与校准。