500kv榕江站同步相量測量裝置探究

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1、500kV榕江站同步相量測量裝置探究　　【摘要】目前，中國南方電網(wǎng)的同步相量測量裝置（PMU）建設(shè)步伐正在日益加快，揭陽500kV榕江站PMU子站建設(shè)于2011年，并在當(dāng)年通過驗(yàn)收順利投運(yùn)，2012年4月通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入南網(wǎng)WAMS主站。論文首先概述了國內(nèi)外同步相量測量技術(shù)的研究背景和發(fā)展情況，然后以揭陽500kV榕江站的PMU子站為例介紹同步相量測量裝置的硬件構(gòu)成，由于PMU涉及的知識面比較廣，涉及到GPS、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號處理、網(wǎng)絡(luò)通信等，文中簡要列舉部分相關(guān)的概念和算法，最后簡單總結(jié)同

2、步相量測量的基本原理及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，對比PMU與SCADA之間的異同點(diǎn)，并對500kV榕江站PMU接入總調(diào)時遇到的問題進(jìn)行回顧，分析問題的查找方法和處理過程?！娟P(guān)鍵詞】同步相量測量裝置；調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)；WAMS；GPS1國內(nèi)外發(fā)展情況PMU的研究始于20世紀(jì)70年代后期Phadke等學(xué)者的研究，1993年P(guān)hadke在VirginiaTech研制出基于GPS的同步相量測量裝置在美國BPA、AEPD等各大電力公司得到大力推廣。5國內(nèi)對PMU系統(tǒng)的研究起始于1995年，清華大學(xué)、中國電力科學(xué)研究

3、院、華北電力大學(xué)等都已開展這方面的研究工作，中國電力科學(xué)研究院是國內(nèi)最早推出相量測量系統(tǒng)的廠家。2揭陽500kV榕江站PMU的概況揭陽500kV榕江站的PMU子站建設(shè)于2011年，采用南瑞科技型號為SMU-2的同步相量測量裝置，2011年通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入中調(diào)WAMS主站，2012年通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入總調(diào)WAMS主站。下面為SMU-2為例，介紹PMU子站的結(jié)構(gòu)。2.1榕江PMU子站的硬件構(gòu)成（1）采集單元，用于同步相量測量數(shù)據(jù)采集；（2）數(shù)據(jù)集中器，用于數(shù)據(jù)集中存儲和與主站通信；（3）交換機(jī)，用

4、于各個采集單元與數(shù)據(jù)集中器的數(shù)據(jù)交換；（4）GPS，用于對采集單元進(jìn)行對時，一般用B碼（DC）對時；（5）數(shù)據(jù)分析器，用于當(dāng)?shù)乇O(jiān)測和數(shù)據(jù)分析；（6）光電轉(zhuǎn)換器，用于分散分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸介質(zhì)轉(zhuǎn)換。2.2榕江PMU子站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（如下圖1）3PMU工作原理3.1同步相量測量以標(biāo)準(zhǔn)時間信號（如GPS）為基準(zhǔn)，對不同測點(diǎn)的相量進(jìn)行同步采集的過程。如圖253.2PMU基本原理PMU的基本原理就是利用GPS作為全網(wǎng)的基準(zhǔn)時間，對全網(wǎng)各個關(guān)鍵測點(diǎn)的相量進(jìn)行同步采集，把時標(biāo)信息和數(shù)據(jù)同時存儲并實(shí)時發(fā)往主站

5、，主站通過對各PMU的同步相量測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，從而獲知當(dāng)前電網(wǎng)的動態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并可以此為依據(jù)配合相關(guān)控制或調(diào)節(jié)。4PMU的應(yīng)用4.1PMU的主要應(yīng)用（1）可用于提高狀態(tài)估計(jì)的速度和精度；（2）可實(shí)現(xiàn)機(jī)組、負(fù)荷與線路參數(shù)識別；（3）可實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠一次調(diào)頻分析，發(fā)電組動態(tài)特性分析；（4）可用于識別電網(wǎng)擾動、低頻振蕩、次同步振蕩；（5）可用于實(shí)時相角差監(jiān)視、電壓穩(wěn)定監(jiān)視（在線PV曲線）、系統(tǒng)動態(tài)過程監(jiān)視、擾動時保護(hù)動作行為監(jiān)視；（6）可實(shí)現(xiàn)線路熱穩(wěn)定極限分析、暫態(tài)穩(wěn)定性評估、

6、系統(tǒng)在線穩(wěn)定評估與控制；（7）可實(shí)現(xiàn)緊急控制、自適應(yīng)解列與自愈式恢復(fù)控制、基于廣域信息的保護(hù)。4.2PMU與SCADA的區(qū)別SCADA系統(tǒng)：5功能：由P、V節(jié)點(diǎn)或P、Q節(jié)點(diǎn)計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的幅值V和相角δ特點(diǎn)：穩(wěn)態(tài)的、低刷新率（秒級）、不同步、間接的電網(wǎng)信息同步相量測量系統(tǒng)：功能：直接測量關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓相量（幅值V和相角δ）特點(diǎn)：動態(tài)/暫態(tài)的、高刷新率（ms級）、同步的、直接的電網(wǎng)信息5總結(jié)隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，運(yùn)行情況的日趨復(fù)雜，如何有效地對電力系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)控就成為電力系統(tǒng)發(fā)展的一個重要問

7、題，同時也是一個難題。PMU的出現(xiàn)，為電網(wǎng)監(jiān)控領(lǐng)域打開了新的局面。PMU涉及的知識面比較多，它牽涉到電力系統(tǒng)的很多基本知識，同時也涉及到GPS、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號處理、數(shù)據(jù)通信等多方面的技術(shù)內(nèi)容。本文總結(jié)現(xiàn)有的成果的基礎(chǔ)上，以揭陽500kV榕江站為例，對PMU進(jìn)行簡單的研究，主要闡述了國內(nèi)外同步相量測量的研究背景和發(fā)展情況，簡單介紹PMU的基本原理和應(yīng)用，講述PMU和SCADA之間的異同點(diǎn)。6致謝本論文的編寫已經(jīng)結(jié)束，我在此要感謝所有支持和幫助過我的同事，感謝他們?yōu)楸疚奶岢隽藢氋F的意見！5參考文

8、獻(xiàn)：[1]閡勇，丁仁杰，任勇等.電力系統(tǒng)全網(wǎng)同步監(jiān)測系統(tǒng).清華大學(xué)學(xué)報(bào)，1997.[2]周捷，成海生等.SMU-2型同步相量測量裝置技術(shù)使用說明書.南瑞科技，2011.5