相量测量系统软件的构想与实现

相量测量系统(PMU)是近年来运用于电力系统测量监控的新设备，在电力系统中将渴望发挥越来越重要的作用。其软件系统起到了对PMU装置数据进行实时监控，储存，分析等一系列功能。文章提出了一种实时监控系统的总体构成和所涉及的关键技术，并且给出了关键环节的编程实现。     

基于LabVIEW技术的相量测量系统软件实现

相量测量系统 (PMU)是近年来运用于电力系统测量监控的新设备 ,其软件系统起到了对PMU装置数据进行实时监控、储存、分析等一系列功能。本文提出了一种实时监控系统的总体构成和所涉及的关键技术 ,并且给出了关键环节的基于LabVIEW技术的实现。     

一次系统事故的同步相量测量结果分析

基于ＧＰＳ技术的相量测量技术已广泛应用于电力系统的事件记录和分析,文中分析了在黑龙江省东部电网区域稳定控制系统中装设的相量测量装置在一次系统事故下记录的３个不同施点的动态数据,包括不同地点之间的相位并变化过程和频率动态过程,并讨论了相位测量的精度,结论是所测相位的最大误差与信号频率有关,频率越接近其额定值,最大误差就越小。     

自适应调速采样率的相量在线测量算法研究

各种基于定间隔采样技术的相量测量算法到同时满足计算量小、跟踪速度快和计算精度高等要求。文中提出了一种自适应调整采样间隔的等角度采样原则（ＥＡＳＰ）,并开发了一种新的快速准确的相量在线测量算法。该算法根据信号当前频率随时间调整采样率,可有效消除由于信号频率变化带来的各种误差。仿真测试表明该算法法可以广泛地应用于各种相量测量或频率测量装置中。     

同步相量测量及其在电力系统中的应用

利用全球定位系统(GPS)技术可方便地实现电力系统的同步相量测量。本文简要介绍了一种基于傅立叶级数的测量方案,并分析了同步相量测量技术在状态估计、失稳预测及控制、继电保护等方面的潜在应用。     

基于同步相量测量的电力系统在线电压稳定指标

广域测量系统的迅速发展和广泛应用为大电网电压稳定性的在线监测奠定了基础。在某一时间断面上将系统中的一条支路看作一个单负荷无穷大系统，在此基础上研究了一种基于量测数据的在线电压稳定指标。利用同步测量的母线电压相量、支路潮流等电气量，经过简单的在线计算，得到被监测支路的电压稳定指标。将系统所有支路电压稳定指标的最大值作为该系统的电压稳定指标，所对应的支路为最弱支路。系统电压稳定指标与临界值之间的距离反映了系统的电压稳定裕度。如果系统电压稳定指标趋近1，则表明系统临近电压崩溃点。在EPRI-36节点系统上的仿真结果验证了该指标的有效性，及将该指标用于电力系统的在线电压稳定监测的可行性。     

利用卫星时间作基准的电力系统同步相量测量

本文首先对同步相量测量的思想进行阐述，然后给出一种新的同步相量测量方案，该方案将基于ＧＰＳ时间信息的时钟同步技术与离散付氏变换算法相结合，能在统一参考基准下实时测量电力系统各节点的电压电流相量。文章对该方案涉及到的算法、同步采样技术、硬件构成以及可行性等进行了详细描述。     

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。     

应用数字信号处理技术测量电力系统相量

TMS320C30数字信号处理器具有适合信号处理的硬件和指令系统.通过对电力系统同步相量测量装置的研究,叙述了DSP芯片TMS320C30在系统中的应用,从而使电力系统相量的实时测量得以顺利实现.     

同步相量测量单元及其误差分析

在介绍了利用相量法计算电力系统参数原理的基础上,给出基于高速和双串口中央处理器DS80C32的相量测量单元PMU(Phasor Measurement Unit)的系统硬件组成。PMU的同步时钟由全球定位系统GPS(Global Positioning System)提供。用此方法计算得到系统各节点的线路序参数,与传统线路参数测量方法的结果相比,具有测量精度更高、结果更准确的优点。     

N–1条件下不失去可观测性的PMU优化配置方法

针对N-1故障会导致广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)丧失对系统的观测能力,提出一种保证N-1条件下与关键线路相连的节点不失去可观测性的最优相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)配置方法。该方法首先结合复杂网络理论模型和N-1故障模型辨识出系统中脆弱线路,并定义与脆弱线路相连的母线不可观测的系统鲁棒性损失模型;然后利用模拟退火法求出系统正常情况下母线全部可观测所需的PMU数目。以此为基础,逐步增加PMU数目,建立起系统鲁棒性损失和经济性之间的关系,其可视化结果为规划人员提供了有力的决策和支持。以IEEE30节点系统为例对文中方法进行测试,实验结果表明该方法的有效性和实用性。     

Power system stabilization control based on the wide area phasor measurement

This paper presents a method of tuning power system stabilizers (PSS) in order to damp low‐frequency oscillations in a multimachine power system based on wide area phasor measurements. The authors have developed a method for detecting interarea low‐frequency modes from measured small oscillations associated with load fluctuations by approximating the oscillations as a coupled vibration model. In this paper, the coupled vibration model is extended to include the effect of PSS. PSS are tuned directly by using the extended model, since the model includes parameters of PSS. The advantage of this method is that steady state phasor fluctuations are available for tuning PSS and assessing the effect of the tuning control. That is, a large disturbance like a line fault is not necessary since the stability of major modes can be investigated directly by using eigenvalues of the extended model. The identification process does not require information on the input to the system for perturbation. Some numerical analyses demonstrate the effectiveness of the method by using phasor dynamical data obtained by a power system simulation package. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(1): 16–24, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20640     

适用于同步相量测量的DFT算法研究

讨论了用于同步相量测量的离散傅氏变换DFT(Discrete Fourier Transform)算法。传统DFT算法计算量大,不适于采样率高且测量量多的场合。给出了一种递归傅氏变换算法,可减少计算量,并由此算法而推出一种频率测量方法,可以灵敏、准确地反映系统频率变化。将该算法用于所开发的同步相量测量装置中,实验结果表明该算法正确,且能满足精度要求。     

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。     

基于改进泰勒加权最小二乘法的相量测量算法

大部分相量测量算法将信号相量作为一个静态模型,因此对电网中经常发生的电压幅值和相角波动特别敏感。基于标准频率下动态相量模型的泰勒加权最小二乘法(Taylor Weighted Least Squares, TWLS)不仅提供了相量值,还提供了相量导数值,可以提高对电网动态状况的监测。在此基础上,提出了一种基于基波频率值的改进泰勒加权最小二乘法。首先用非线性最小二乘法得到基波频率值。然后介绍了基于测量基波频率值的改进泰勒加权最小二乘法推导过程,并对该算法所涉及的窗函数、数据窗长度和泰勒多项式阶数进行分析选择。最后采用不同的信号模型和实际数据来检验算法的性能。仿真结果表明:提出的改进泰勒加权最小二乘法的测量精度满足要求。     

基于同步相量测量的电压稳定指标

针对输电网提出了一种基于同步相量测量信息的电压稳定指标。电力系统可以分解成许多电能传输路径,以传输路径首节点电压与末节点电压在首节点电压上的投影之差与首节点电压的比值作为计算电压稳定与否的指标。该指标根据最弱电能传输路径利用局部电压相量测量信息直接计算得出,避免了复杂的潮流计算。局部电压相量测量数据由相量测量单元PMU提供。基于一种快速有效的PMU配置方法,利用直接测量或间接计算的数据作为此稳定指标计算所需要的电压相量信息。运用图论的基本思想寻找电能最弱传输路径。通过计算电能最弱传输路径的电压稳定指标和系统无功储备情况判断系统电压稳定度,当系统接近不稳定状态时,最弱传输路径的电压稳定指标值趋向于临界值0.5。在IEEE5节点和IEEE30节点系统上的仿真表明了该指标预测系统电压崩溃的有效性和正确性。     

谐波相量测量的FIR滤波算法

为实现广域范围内谐波相量监测,需要研究与谐波相量功能相适应的测量算法。参照同步相量测量P类要求,研究长度为2周波有限冲激响应(finite impulse response,FIR)带通滤波器,实现各次谐波同步相量快速准确测量。通过研究滤波器频响特性与频偏条件下由基波、被测谐波、干扰谐波和宽带噪声引起测量误差之间定量关系,定义多项滤波器技术指标,根据误差要求制定滤波器设计准则,并由动态谐波相量虚指数函数模型和加权最小二乘算法实现滤波器的具体设计。仿真试验验证了所设计算法在系统稳态和动态条件下性能良好。     

DSP在电力系统实时相量测量的研究

实时相量测量一直以来都是电力系统实现动态监测、保护及控制的难点,利用GPS技术的时钟信号的定时精度小于1μs,为DSP芯片TMS320LF2406A的电力系统相量测量建立相同的参考基准,对相应的实验数据进行分析,其测量精度较高、准确性较好,为电力系统快速的在线动态监控提供了重要依据,具有较好的应用价值。