一种同步时标可自由设定的新型相量测量装置.pdfVIP

第32卷第3期 电力系统自动化 V01．32NO．3 AutomationofElectricPower Feb．10，2008 2008年2月10日 Systems 一种同步时标可自由设定的新型相量测量装置 江道灼，吕 翔，杨贵玉 (浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市310027) 摘要：提出一种同步时标可自由设定的新型广域电网相量测量装置(PMU)，它由频率自适应等间 隔采样模块、同步时标形成模块和核心微处理器模块等构成。通过硬件电路与计算软件的合理分 工与协调配合，实现了相量同步测量装置中“时间同步”与“频率同步”的解耦处理，从而装置能够根 据自由设定的同步时标与时标同步方式，自动定位截取整周期采样数据(无频谱泄漏)进行高精度 离散傅里叶变换(DFT)相量计算，并通过简单的方法对截取DFT数据窗时造成的时标同步偏移 量进而计算相量的相角偏差量进行高精度线性修正。同时对同步时标位于DFT数据窗首、中、末 点3种情况下的相量测量精度进行了仿真研究，得出了“中点同步”精度最高的正确结论。 关键词：相量测量装置(PMU)；广域电网；相量测量；同步时标；全球定位系统(GPS) 中图分类号：TM761；TM933．311 0 引言 于GPS时间同步的被测信号频率自适应等间隔同 步采样，在小扰动情况下能实现广域电网相量的高 相量测量装置(PMU)能够实现对广域电网相 精度同步测量；但同步时标只能设定在DFT数据窗 量的异地同步测量，是构成广域测量系统(WAMS) 首点，且数据窗宽度相对固定，因此必然存在DFT 的基础。理论上，基于全球定位系统(GPS)的PMU 数据窗采样数据过剩(被测信号频率高于50Hz)时 相量测量精度为相位同步误差不大于±1s，幅值 所导致的部分采样数据浪费，或不足(被测信号频率 误差不大于0．1％FI-5]。但实际应用中往往很难达 低于50 Hz)时导致的频谱泄漏甚至整个数据窗采 到，特别是在电力系统动态过程中，由于系统频率、 样数据不可用的情况。 相位波动等因素的影响，往往导致离散傅里叶变换 本文提出一种同步时标可自由设定的广域电网 (DFT)算法误差的增大，这种误差在相角上的表现 相量同步测量装置(简称新型PMU)，通过硬件电 更为明显‘6。引。 路与计算软件的合理分工与协调配合，巧妙地解决 有关如何应用软、硬件技术解决PMU采样频 了相量同步测量装置中“时间同步”与“频率同步”的 率与被测信号频率同步的研究成果很多。文献[9] 解耦处理问题，实现了频率自适应等间隔连续采样、 提出一种软件自适应采样方法，确保每一个DFT数 同步时标的自由设定和被测相量相角同步偏移量的 据窗都能反映被测信号的一个完整周期，能较好地