利用故障录波数据修正PMU数据中电压相角差误差的方法

实际电网频率的波动性会使PMU中利用DFT算法计算电压相角时出现误差,另外由于实际电网中缺乏其他测量电压相角差的手段,导致在实际电网中无法实现对PMU测量的不同测点上的电压相角差数据误差进行校验,因此本文提出了一种利用故障录波器上传的电压波形数据计算不同测点上电压相角差的方法,利用单相接地故障时的零序电流波形和相关函数分析,实现了线路两端录波数据的同步,并计算出了线路两端不同测点间的电压相角差。理论分析、实际PMU数据和录波数据的分析结果表明:该方法实现了电网中不同测点上电压相量间相角差的准确测量,实现了对利用PMU测量相角数据计算的电压相角差误差的修正。该方法对于提高故障录波数据的应用价值和修正PMU数据中的电压相量相角差的误差具有重要参考价值。     

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。     

抗谐波干扰的偏π/3同步相量相角测量算法

传统离散傅里叶变换(DFT)算法在测量同步相量相角时会由于非同步采样产生测量误差,且在谐波干扰下测量精度较低。为此,分析DFT算法产生的误差,提出一种偏π/3同步相量相角测量算法。算法构建与当前相量相位相差±π/3的2个虚拟相量,将当前相量与虚拟相量进行算术运算得到合成相量,通过计算合成相量相角来计算当前相量相角。该算法利用相量之间的平衡关系大幅度地减小了动态误差,并且具有较强的抗谐波干扰能力。数值实验结果表明,该算法在谐波干扰下具有较高的测量精度,同时,响应速度也满足电网对实时性的要求。     

基于DFT的同步相量相角测量改进算法研究

目前同步相量的相角算法多采用离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT),传统DFT算法在非工频情况下的计算精度和实时性不佳。本文分析非同步采样下DFT算法的相角误差,提出一种将2个数据窗的DFT结果进行旋转构造出具有相反相角动态误差分量的相量,以尽可能地削减相角测量的动态误差,最后再进行相角固定误差补偿的改进相角测量算法。与传统相角量测算法相比,该算法较好地修正了相角动态误差,仿真实验结果表明,该算法测量精度高,实时性好,抗干扰能力强。     

基于DFT的电力系统相量及功率测量新算法

随着全球定位系统(GPS)的全面民用化以及通信技术的发展，电力系统实时相量测量技术日益受到关注。传统的基于离散傅里叶变换(DFT)的频率跟踪算法对相角误差的考虑不全面，从而其频率、相角、幅值等计算结果也不够准确。文中对 DFT 在非同步采样情况下的误差产生机理进行了全面分析，给出了非同步采样情况下 DFT 相角计算结果的精确误差表达式，基于该相角误差公式，提出了一种新的基于 DFT 的电力系统相量测量算法。与传统算法相比，该算法具有精确度高、可以自适应地抑制谐波干扰、计算量不大等优点，并用算例验证了这些优点。此外，还给出了实用的利用传统 DFT 方法计算功率的误差估计公式。     

母线电压同步相角测量算法研究及实现

讨论了基于GPS绝对时钟的电力系统母线电压同步相角测量的实现方法 ,研究了电压相角的过零测量法、离散Fourier和递归Fourier算法 ,探讨了变采样速率的同步相量测量算法。利用DSP数据处理芯片实现了基于DFT算法的GPS同步电压相角测量装置的软硬件设计 ,给出了实验仿真结果。     

母线电压同步相角测量算法研究及实现

讨论了基于GPS绝对时钟的电力系统母线电压同步相角测量的实现方法,研究了电压相角的过零测量法、离散Fourier和递归Fourier算法,探讨了变采样速率的同步相量测量算法.利用DSP数据处理芯片实现了基于DFT算法的GPS同步电压相角测量装置的软硬件设计,给出了实验仿真结果.     

利用PMU测量节点间相角差进行孤岛故障诊断

电力系统的非计划孤岛运行严重影响电力系统运行的稳定性,对含分布式电源的配电网进行实时的孤岛检测,尽量缩短孤岛运行的时间具有重要意义。为了更快、更准确的进行孤岛检测,利用PMU(Phasor Measurement Unit)测得配电网系统侧与微电网接入端相角数据,通过判断计算得到的两节点处的相角差值是否超过设定阈值进行孤岛检测;通过改进PMU频率跟踪DFT(Discrete Fourier Transform)算法,提高了PMU测量数据的测量精度;利用Matlab仿真软件对非计划孤岛运行场景进行仿真分析,验证了文中所提出方法的有效性。     

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.     

适用于频率偏移情况下同步相量测量的DFT算法研究

在频率偏移情况下,传统的离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)法在同步相量计算过程中会产生固定误差和动态误差,严重降低了计算精度。为此,提出一种基于对称平移1/12采样窗的自适应DFT相量算法。该算法通过对称平移采样窗,构建与当前相量偏差±p/6的2个虚拟相量,利用相量间的平衡关系,在理论上可完全削减动态误差。实际应用中,由于采样频率固定,相量之间的相角差无法准确达到p/6。为此将可变窗长与平移采样窗相结合,以减小采样窗平移误差,并使采样窗最大程度地接近待测信号的一个周期。仿真结果表明,该算法在保证响应快速性的同时,对频率偏移下的相量计算误差修正效果明显,能够满足智能电网同步相量测量的计算精度和实时性要求。     

相角测量装置的同步测量精度问题

对基于全球定位系统 (GPS)、锁相环 (PLL)的相角测量装置 (PMU )主要误差因素进行了分析与仿真研究 ,结果表明 :幅值误差远小于角度误差 ;异地同步方法误差远小于同步测量环节本身的误差 ,后者主要由PMU的频率跟踪与测量、信号滤波延迟以及数值算法等环节引起 ;指出以PLL器件锁相跟踪被测信号基频时 ,在频率快速变化的情况下可能隐含的问题。最后得出 :在保证频率跟踪测量精度的前提下 ,PMU的相角测量精度可以达到 1°。     

基于FFT算法的同步相量测量装置相角反向输出故障分析与对策

本文验证了同步相量测量装置(PMU)测试仪的输出参考量满足工频余弦要求,分析了PMU装置装置数据流、装置测量相量时间标工作方式及相量计算算法,基于FFT算法采用Labview波形仿真分析,发现PMU装置相量相角反向输出的真实原因,提出了整治方案。     

基于偏π/4直角坐标的DFT相角测量算法

鉴于传统的离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)相角测量算法在精度和实时性方面效果不佳,分析了在非同步采样下DFT算法的相角误差,推导出相角误差与频率偏移率和采样初相角的函数关系,并提出一种基于偏?/4直角坐标系的相角测量算法。相角误差分为固定相角误差和动态相角误差。该算法利用坐标系中坐标轴的正交特性以及四相平衡关系,对动态相角误差尽可能地削减。与传统的DFT方法相比,该算法对动态相角误差进行了较好的修正,使得相角测量的精确度得到提高。最后,实验验证了该算法的精确度和实时性,结果表明该算法是可行的,且在保证频率跟踪测量精度的前提下,对含有各种干扰的电力信号也具有良好的测量能力。     

基于自适应融合数据的线路参数辨识

电网频率的变化会导致利用DFT算法计算PMU数据时相角差出现误差,进而影响线路参数辨识精度.因此,提出一种基于加权最小二乘(AFD-WLS)的自适应融合数据辨识线路参数的方法,通过结合峭度因子的互补集合经验模态分解(CEEMD)自适应选取故障录波数据中的高频分量从而实现不同位置故障录波数据和PMU数据的同步;该方法利用...     

同步相量测量的若干关键问题

首先,阐述了非额定频率下相量的定义以及数据再同步对相量时标的要求。然后,结合数据再同步的需求分析了频率自适应采样方法在高密度的相量同步情况下的局限性;推导出一种在定间隔采样基础上能够有效消除非额定频率下离散傅里叶变换(DFT)算法产生的频率泄漏影响的相量校正算法。提出一种测试绝对相角测量精度的试验方法,并按照该方法验证了采用所提出的相量校正算法的相量测量单元(PMU)的相角测量精度。最后,通过仿真分析了基于DFT的相量算法的动态特性及其在暂态稳定控制中的适用范围。     

混合量测状态估计相角参考点坏数据问题的处理方法

基于相量测量单元(PMU)和数据采集与监控(SCADA)混合量测进行状态估计计算时,一旦其相角参考点上的PMU电压相角量测为坏数据,将影响其余所有相角量测引入,污染有功量的总体计算,严重影响计算精度。文中在建立混合量测状态估计计算模型的基础上,提出一种解决相角参考点坏数据问题的处理方法,改变传统状态估计将相角参考点状态量值固定且不参与迭代求解的做法,形成雅可比矩阵时增加相角参考点状态量对应列和PMU量测对应行,将相角参考点状态量同其他节点一样参与迭代求解,当相角参考点上的PMU电压相角量测为坏数据时同样能够被检测和辨识,彻底消除其对计算结果的不利影响。最后,结合电网实例验证了该方法的有效性。     

一种混合递推的DFT相量测量算法

电力系统的稳定、安全、经济的运行需要快速准确地采集实时的电压和电流的有效值（幅值）与相位。然而,电网的频率是波动的,使采样很难做到对被测信号进行整周期截断,FFT算法的栅栏效应和泄漏现象,将导致明显的测量误差。提出一种混合递推的DFT相量测量算法。首先,利用频谱修正法获得精确的电网频率,然后采用相量校正算法纠正误差。通过滑动数据窗的递推算法提高了计算效率和时间响应,仿真证实了所提算法是有效和可行的。     

一种混合递推的DFT相量测量算法

电力系统的稳定、安全、经济的运行需要快速准确地采集实时的电压和电流的有效值(幅值)与相位.然而,电网的频率是波动的,使采样很难做到对被测信号进行整周期截断,FFT算法的栅栏效应和泄漏现象,将导致明显的测量误差.提出一种混合递推的DFT相量测量算法.首先,利用频谱修正法获得精确的电网频率,然后采用相量校正算法纠正误差.通过滑动数据窗的递推算法提高了计算效率和时间响应,仿真证实了所提算法是有效和可行的.     

参数未知情形下线路两端PMU相角差校准方法

针对量测、时间同步、攻击等造成的部分线路两端实测同步相量测量单元(PMU)数据相角差量测不准的实际问题,文中提出了一种不依赖于线路参数的两端相角差偏差的估计及校准方案。首先,分析了PMU相角误差的来源,并用实例说明了线路两端相角差存在的偏差问题。其次,基于线路正序参数的π型等值序分量模型,利用两种工况下的量测数据,推导建立了包含相角差偏差信息的数学模型。进一步,利用多点量测和最小二乘给出了相角差偏差的估计方法,可实现线路两端相角差的校准。仿真和实测算例验证了所提方案的有效性以及算法的鲁棒性,线路参数辨识的应用算例还证明了文中方法的工程实用性。     

一种提高智能变电站PMU相量测量精度的改进采样值调整算法

提出了一种适用于智能变电站应用环境下提高同步相量测量单元(PMU)测量精度的采样值调整算法。算法基于三次样条插值和时标变换,实现了过程总线采样数据与PMU算法的无缝连接。该算法减小了过程层定采样频率下系统频率偏移带来的离散傅里叶变换(DFT)算法频谱泄漏误差,同时可有效减小过程总线采样值传输丢包对相量算法精度的影响。在智能变电站应用环境下利用MATLAB对所提算法进行仿真,结果验证了其不受频率偏移和采样值丢包的影响,能保证PMU相量测量的高精度。