同步相量测量装置的研究及应用
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摘要
基于同步相量测量装置的广域测量系统的研究及应用是当前电力系统自动化领域的前沿课题,它对于提高电力系统的安全稳定运行水平具有重要意义。同步相量测量装置(PMU)作为广域测量系统的基本单元,能够提供带高精度时间标签的电力系统相量数据,实现同一时间坐标系下对应系统动态特性的观察,为预测可能出现的系统失稳或崩溃,进而采取相应控制措施奠定了基础。本文分析了PMU应具备的功能,并按功能划分模块,具体介绍了各模块的实现方法及其算法。
本文首先阐述了同步相量测量技术的研究背景及其意义,然后介绍了同步相量测量的基本原理及国内外的发展状况。并根据该领域的研究及应用情况,分析了PMU应具备的功能。然后按照功能模块化的思想,将整个装置从硬件层将其划分为若干模块,并具体介绍了对应软件的程序流程和实现算法。
The study and application of Wide Area Measurement System(WAMS) which base on Synchronized Phasor Measurement Unit(PMU) is a foreland subject in power system, it is very important to improve the level of power system stability and security.As the basic unit of WAMS,PMU measures the phase parameters of power system that can reveal the dynamic characteristics and provide a foundation for the study power system stability or collapse valuing or forecasting and control schemes.This paper analyzed the functions PMU should owns and divided the function into lots of individual parts.The algorithms about the all the parts including the measurements of the bus voltage and the power angle are discussed.The thesis introduces the methods commonly used for such kind of measurements.At Last,this paper gives the methods of program based on embedded linux and phasor data concentrator based on both TCP protocol and UDP protocol.
本文首先阐述了同步相量测量技术的研究背景及其意义,然后介绍了同步相量测量的基本原理及国内外的发展状况。并根据该领域的研究及应用情况,分析了PMU应具备的功能。然后按照功能模块化的思想,将整个装置从硬件层将其划分为若干模块,并具体介绍了对应软件的程序流程和实现算法。
The study and application of Wide Area Measurement System(WAMS) which base on Synchronized Phasor Measurement Unit(PMU) is a foreland subject in power system, it is very important to improve the level of power system stability and security.As the basic unit of WAMS,PMU measures the phase parameters of power system that can reveal the dynamic characteristics and provide a foundation for the study power system stability or collapse valuing or forecasting and control schemes.This paper analyzed the functions PMU should owns and divided the function into lots of individual parts.The algorithms about the all the parts including the measurements of the bus voltage and the power angle are discussed.The thesis introduces the methods commonly used for such kind of measurements.At Last,this paper gives the methods of program based on embedded linux and phasor data concentrator based on both TCP protocol and UDP protocol.
引文
[1]杨世勇,翟会生,樊来耀.GPS定时技术在电力系统电压相角测量中的应用.陕西天文台台刊,1998,21(2):26-31
[2]丁仁杰,闵勇,熊炜华等,基于GPS的电力系统动态安全检测装置及其动态实验.清华大学学报(自然科学报),2002,42(3):316-320
[3]Ota Y,Ukai H,Nakamura K,et al,Evaluation of Stability and Electric Power Quality in Power System by Using Phasor Measurements.In:Power-Con2000.Perth(Australia),2000,3:1335-1340
[4]Wilson R E,Methods and Uses of Precise Time in Power System.IEEE Trans PWRD,1992,7(1):126-132
[5]Burnett R O Jr,Butts M M,Sterlina P S.Power System Applications for Phasor Measurements Units.IEEE Computer Applications in Power,1994,7(1)
[6]A.G Phadke,Synchronized Phasor Measurements -A Historical Overview.Proceeding of IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exhibitio,2002
[7]谭正宇,王少荣,苗世洪.基于GPS的电网状态监测系统.全国高等学校电力系统及其自动化专业第十四届学术年会论文集(上册).哈尔滨,哈尔滨工业大学,1998,579-583
[8]鞠平,郑世宇,徐群.广域测量系统研究综述.电力自动化设备,2004,24(7):37-40
[9]A.G Phadke,Synchronized Phasor Measurements in Power System,Units.IEEE Computer Applications in Power,1993,6(1):10-15
[10]韩英铎,等.系统中的三项前沿课题一柔性输电技术[J].清华大学学报,1997,37(7)
[11]常乃超,兰洲,甘德强,倪以信.广域测量系统在电力系统分析及控制中的应用综述[J].电网技术,2005,29(10):46-52
[12]许树楷,谢小荣,辛耀中.基于同步相量测量技术的广域测量系统应用现状及发展前景[J].电网技术,2005,29(2):44-48
[13]许勇.QNX嵌入式实时操作系统在电力系统相量测量装置中的应用.中国电力科学研究院硕士论文,2004,10
[14]Kaplan E D.Understanding GPS:principles and applications.Boston: Artech House,1996
[15]张守信编著.GPS卫星测量定位理论与应用.长沙:国防科技大学出版社,1996
[16]钟山.同步相量测量装置关键技术研究.西南交通大学硕士研究生学位论文,2006,2
[17]胡华春,石玉.数字锁相环原理及应用[M].上海:上海科技出版社.1990
[18]王少荣.电力系统分布式广域同步并行处理平台研究.华中科技大学博士学位论文,2004,11
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[22]梁振光,发电机功角的实时计算方法.继电器,2004,32(1):12-15
[23]虞孝春,范春菊.功角精确测量算法的研究,浙江电力,2004,6:1-5
[24]王兆家,岑宗浩,陈汉中.华东电网多功能功角实时监测系统的开发及应用.电网技术,2002,28(6):73-77
[25]王茂海,孙元章.基于DFT的电力系统相量及功率测量新算法.电力系统自动化,2005,29(2):20-24
[26]耿池勇,高厚磊,刘炳旭,王宾.适用于同步相量测量的DFT算法研究,电力自动化设备,2004,24(1):84-86
[27]杨贵玉,江道灼,邱家驹.相角测量装置的同步测量精度问题.电力系统自动化,2003,27(14):57-61
[28]郑人杰,殷人昆.软件工程概论.北京:清华大学出版社,1998,57-58
[29]熊才权,杨舒.软件工程.武汉:华中科技大学出版社,2005,57-60
[30]胡广书.数字信号处理一理论、算法与实现.北京,清华大学出版社,1997
[31]邱巍.发电机功角分析与测量的研究.山东大学硕士学位论文,2006年4月
[32]张树森.一种同步时标可调的相量测量装置的研制.浙江大学硕士学位论文,2006年5月
[33]王彬彬.基于同步相量测量装置的广域电网实时监控系统研究.浙江大学 硕士学位论文,2005年3月
[34]王英涛.基于WAMS的电力系统动态监测及分析研究.中国电力科学研究院工学博士学位论文,2006年9月
[35]顾一名.基于GPS相角测量装置站端检测管理系统的研究与开发.河海大学硕士学位论文,2006年3月
[36]袁洪.基于GPS的发电机功角广域测量与数据通信.河海大学硕士学位论文,2003年3月
[37]龙厚军.基于GPS的电力系统实时功角测量方法及实现.武汉大学硕士学位论文,2004年5月
[38]何仰赞,温增银.电力系统分析(下)(修订版).武汉:华中理工大学出版社,1995
[39]Maohai Wang and Yuanzhang Sun.A Practical,Precise Method for Frequency Tracking and Phasor Estimation[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2004,19(4):1547-1552
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[41]R O Barnett Jr.Synchronized Phasor Measurement of A Power System Event.lEEE Trans on PWRD,1994,9(3):1643-1649
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[44]Wu Tingtao,Chi Kong Wong,Han Yingduo,et al.Dynamic Monitoring and Control System Based on Synchronized Phasor Measurement in Heilongjiang Eastern Power System.In:IEEE PES Winter Meeting,Singapore,2000
[45]卢志刚,郝玉山,康庆平,等.电力系统实时相角监控系统研究.电力系统自动化,1997,21(9):17-19
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