劉偉

摘 要：同步相量測(cè)量裝置可以完成在電力系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)，觀測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，在動(dòng)態(tài)過(guò)程中記錄電壓失穩(wěn)等，從而實(shí)現(xiàn)電力安全報(bào)警，并逐步完成電力控制分析等高級(jí)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電壓;監(jiān)控系統(tǒng);記錄

一、研究的意義

電力系統(tǒng)的廣域測(cè)量核心單元是PMU。PMU應(yīng)用高精度GPS時(shí)鐘系統(tǒng)進(jìn)行廣域時(shí)鐘同步，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)重要對(duì)象相量的同步采集，組建了電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)安全預(yù)警。

二、應(yīng)用特點(diǎn)

（一）動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測(cè)與記錄功能

1.能同步實(shí)時(shí)測(cè)量安裝點(diǎn)的三相基波電壓、電流、頻率和開(kāi)關(guān)狀態(tài)（包括：開(kāi)關(guān)、發(fā)電機(jī)、電抗器、電容器等的運(yùn)行或動(dòng)作狀態(tài)）;必須具有測(cè)量發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)和發(fā)電機(jī)功角的功能，并詳細(xì)說(shuō)明直接或間接的測(cè)量原理。

2.能適用電氣運(yùn)行模式（全相及缺相），能正確記錄頻率、電壓基波、電流基波相量等。

3.當(dāng)裝置監(jiān)測(cè)到發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，裝置應(yīng)根據(jù)事件標(biāo)識(shí)建立時(shí)標(biāo)，并向主站發(fā)送記錄報(bào)警信息。

（二）通信功能

第一，傳送實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)記錄以及請(qǐng)求向裝置發(fā)出的信息。

第二，根據(jù)主站下達(dá)的命令進(jìn)行接收。

三、同步相量裝置模擬主站軟件

在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試程序時(shí)，主站單元向各站內(nèi)PMU裝置進(jìn)行召喚配置幀、運(yùn)行的信息。其主要實(shí)現(xiàn)接受到的IEEE std 1344-1995（R2001）通道報(bào)文解析;接受各裝置的1秒數(shù)據(jù)幀、整點(diǎn)數(shù)據(jù);比較相量角，并通過(guò)圖形顯示，矢量圖及觸發(fā)與同步信息的顯示，完成系統(tǒng)通訊流量等功能。

四、相量測(cè)量裝置信息設(shè)計(jì)

同步相量測(cè)量裝置單元采集或計(jì)算獲得的信息對(duì)象、對(duì)象命名、輸入額定、量程范圍、電流和電壓互感器的變比、相量幅值和模擬量的轉(zhuǎn)換因子、采集周期、傳輸序列、接線端子、同步電抗參數(shù)，以及PMU裝置的IP地址和端口號(hào)等，可用于PMU的施工接線、參數(shù)組態(tài)、傳輸測(cè)試、主站數(shù)據(jù)庫(kù)生成等，是運(yùn)行維護(hù)、信息核對(duì)的重要依據(jù)。CFG1的發(fā)送序號(hào)是PMU傳送給各主站其配置信息的發(fā)送順序。CFG2的發(fā)送序號(hào)應(yīng)按照網(wǎng)調(diào)、省調(diào)、電廠當(dāng)?shù)毓δ艿戎髡緦?duì)信息的需求由主站設(shè)置，并自動(dòng)下達(dá)給PMU和按此順序發(fā)送實(shí)時(shí)信息。

五、信息采集的計(jì)算處理

（一）模擬量

1.A/D測(cè)量范圍與實(shí)際輸入范圍匹配一致：如均為0—20mA或4—20mA。

顯示值=PMU傳輸碼×轉(zhuǎn)換因子×10^-5

2.A/D測(cè)量范圍與實(shí)際輸入范圍匹配不一致：如A/D量程為0—20mA而實(shí)際輸入為4—20mA。

顯示值=（PMU傳輸碼-6553）×轉(zhuǎn)換因子×10^-5

量綱：V或A?? 計(jì)算周期：40ms

（二）頻率偏移量

實(shí)際頻率顯示值f=+PMU傳輸碼×10^-3+50

轉(zhuǎn)換因子=1

量綱：Hz?? ???計(jì)算周期：10ms

（三）相量幅值

顯示幅值=PMU傳輸碼×轉(zhuǎn)換因子×10^-5

六、接入量及實(shí)施范圍

（一）發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集量

1.機(jī)端A、B、C三相電壓同步相量。

2.機(jī)端正序電壓同步相量。

3.機(jī)端A、B、C三相電流同步相量。

（二）發(fā)電機(jī)組調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行工況信息

轉(zhuǎn)速信號(hào)、導(dǎo)葉開(kāi)度。

（三）主變、母線及線路動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)

1.兩臺(tái)主變、220kV母線及尼拉線A、B、C三相電流同步相量。

2.兩臺(tái)主變、220kV母線及尼拉線正序電流同步相量。

3.母線及線路頻率變化率。

4.開(kāi)關(guān)量。

七、裝置啟動(dòng)暫態(tài)錄波的定值參數(shù)設(shè)置

觸發(fā)元件及定值見(jiàn)下表1

八、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)同步相量測(cè)量裝置的總體方案及設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，重點(diǎn)闡述了發(fā)電廠PMU信息量的相關(guān)設(shè)計(jì)，PMU配置幀的參數(shù)描述和賦值、接入量、布置方案、通訊相關(guān)的設(shè)計(jì)等，并在設(shè)計(jì)中增加以配置幀為核心的傳輸校驗(yàn)機(jī)制。

參考文獻(xiàn)

[1] 王少榮.電力系統(tǒng)分布式廣域同步并行處理平臺(tái)研究[D].華中科技大學(xué)，2004.

[2] 沙占友.集成化智能傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2005（4）：30-33，41.