同步相量測量裝置功能知識介紹

同步相量測量裝置功能知識介紹

同步相量測量裝置裝置功能

1、同步相量測量

(1) 測量變電站線路三相基波電壓、三相基波電流、序量值、開關量等的實時數據及實時時標;

(2) 測量發電機機端三相基波電壓、三相基波電流、序量值、開關量、發電機功角、發電機內電勢的實時數據及實時時標;

(3) 測量勵磁係統、agc 係統等的直流模擬量等。

2、同步相量數據傳輸 裝置根據 ieee std 1344 規約將同步相量數據傳輸到主站，傳輸的通道根據實際情況而定，如:10/100mhz 以太網、rs232、2m 口等，通信鏈路協議為 tcp/ip。

3、數據整定及就地顯示

(1) 裝置的參數當地整定;

(2) 裝置的測量數據可以在計算機界麵上以相量列表、主接線圖相量矢量表計、相量矢量圖、連續相量變化圖、模擬量波形圖、模擬量值、開關量狀態等方式顯示。

4、擾動數據記錄

(1) 具備暫態錄波功能。用於記錄瞬時采樣的數據的輸出格式符合ansi/ieeec37.111-1991cpu處理電壓輸入電流輸入4ma-20ma輸入開關量輸入gps10mhz以太網rs232告警信號輸出軸脈衝輸入4ma-20ma輸出控製輸入(comtrade)的要求;

(2)具有全域啟動命令的發送和接收，以記錄特定的係統擾動數據;

(3)可以以 iec60870-5-103 或ftp 的方式和主站交換定值及故障數據。

5、當地通信接口 裝置提供通信接口用於和勵磁係統、agc 係統、電廠監控係統進行數據交換。

6、數據存儲 存儲暫態錄波數據;存儲實時同步相量數據。

同步相量測量裝置裝置原理

基於gps時鍾的pmu能夠測量電力係統樞紐點的電壓相位、電流相位等相量數據，通過通信網把數據傳到監測主站.監測主站根據不同點的相位幅度.在遭到係統擾動時確定係統如何解列、切機及切負荷.防止事故的進一步擴大甚至電網崩潰。根據功能要求.pmu應包括同步采樣觸發脈衝的發生模塊、同步相量的測量計算模塊和通信模塊。同步采樣觸發脈衝的發生部分主要功能是提供秒脈衝和當前標準時間(精確到秒)。為了降低對gps的依賴性.在gps丟失衛星後一段時間內.由本機自身晶振提供相當精確的秒脈衝。相量測量運算部分輸入模擬交流信號.a/d由外部產生的同步采樣脈衝觸發.轉換完成後發送"中斷"給信號處理模塊(dsp).dsp每讀取一點的數據就和前麵的采樣數據進行數字傅裏葉變換(dff)運算，求出該交流信號基波的幅值和相位。主dsp在計算相位後同時加上相應的時標從通信接口將相量數據發送到監測主站或保存在本地共控機上.同步串口通信數據除了采樣點時刻的時標外.還有測量cpu發出的當前交流信號頻率。

同步相量測量裝置研究與應用領域

目前，同步相量測量技術的應用研究已涉及到狀態估計與動態監視、穩定預測與控製、模型驗證、繼電保護及故障定位等領域。

(1) 狀態估計與動態監視。狀態估計是現代能量管理係統(ems)最重要的功能之一。傳統的狀態估計使用非同步的多種測量(如有功、無功功率，電壓、電流幅值等)，通過迭代的方法求出電力係統的狀態，這個過程通常耗時幾秒鍾到幾分鍾，一般隻適用於靜態狀態估計。

應用同步相量測量技術，係統各節點正序電壓相量與線路的正序電流相量可以直接測得，係統狀態則可由測量矢量左乘一個常數矩陣獲得，使得動態狀態估計成為可能(引入適當的相角 測量，至少可以提高靜態狀態估計的精度和算法的收斂性)。將廠站端測量到的相量數據連續地傳送至控製中心，描述係統動態的狀態就可以建立起來。一條4800或9600波特率的普通專用通信線路可以維持每2~5周波一個相量的數據傳輸，而一般的電力係統動態現象的頻率範圍是0~2 hz，因而可在控製中心實時監視動態現象。

(2) 穩定預測與控製。同步相量測量技術可在擾動後的一個觀察窗內實時監視、記錄動態數據，利用這些數據可以預測係統的穩定性，並產生相應的控製決策。基於同步相量測量技術，采用模糊神經元網絡進行預測和控製決策，取pmu所提供的發電機轉子角度以及由轉子角度推算出的速度(變化率)等作為神經元網絡的輸入，輸出對應穩定、不穩定。在弱節點處安裝pmu，可以觀測電壓穩定性。pss利用pmu所提供的廣域相量作為輸入，構成全局控製環，可以消除區域間振蕩。

(3) 模型驗證。電力係統的許多運行極限是在數值仿真的基礎上得到的，而仿真程序是否正確在很大程序上取決於所采用的模型。同步相量測量技術使直接觀察擾動後的係統振蕩成為可能，比較觀察所得的數據與仿真的結果是否一致以驗證模型，修正模型直到二者一致。

(4) 繼電保護和故障定位。同步相量測量技術能提高設備保護、係統保護等各類保護的效率，最顯著的例子就是自適應失步保護。另一個重要應用是輸電線路電流差動保護，在相量差動動作判據中，參加差動判別的線路二端電流相量必須是同步得到的，pmu即可提供這種同步相量。

對故障點的準確定位將簡化和加快輸電線路的維護和修複工作，從而提高電力係統供電的連續性和可靠性。傳統的單端型故障定位方法是基於電抗測量原理，這種方法的精度將受故障電阻、係統阻抗、線路對稱情況和負荷情況等多種因素的影響。解決這一問題的根本出路是利用線路兩端同步測量的電壓和電流相量進行故障距離的求解，能獲得高精度和高穩定性的定位結果。

廣域測量係統

電力係統的穩定已是越來越突出問題。以pmu為基本單元的廣域測量係統可以實時地反映全係統動態，是構築電力係統安全防衛係統的基礎。

圖為；135機組同步相量測量裝置