[實用新型]便攜式同步相量測量裝置PMU測試儀

有效

• 申請號: 201320502903.0
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN203444095U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 陳建洪;陳月卿;吳善班;張秀霞;陳閩江;凌箐;馮元剛;黃俏音
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;福建省電力有限公司;福建省電力有限公司檢修分公司;北京博電新力電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 福州展暉專利事務所(普通合伙) 35201
• 代理人: 林天凱

技術領域

?本實用新型涉及一種同步相量測量裝置PMU的檢測裝置，特別是一種便攜式同步相量測量裝置PMU測試儀。?

背景技術

基于同步相量測量裝置（Phasor?Measurement?Unit，PMU）的廣域測量系統?(Wide?Area?Measurement?System，WAMS)的研究和應用是當前電力系統自動化領域的前沿課題。在國內，為配合全國電力聯網，各電網公司陸續在重要的變電站和發電廠安裝同步相量測量裝置（PMU），構建電力系統實時動態監測系統，并通過調度中心主站實現對電力系統動態過程的監測和分析。目前對PMU的檢驗方法采用高精度交流測試源、GPS時鐘、高速示波器或錄波器捕捉記錄一段時間的電壓、電流波形、在此基礎上通過分析計算信號在某時刻相角、與PMU數據比較，來評價PMU的測量誤差。這種方法僅適用于實驗室研究或抽檢，而由于傳統的校驗裝置等不能提供動態相量信息，只能提供電網穩態的幅值信息，PMU的現場性能測試僅能檢驗其幅值精度，最為重要的參數—相角卻無法得到檢驗。綜上，由于常規檢驗儀器及手段的束縛，使得在現場PMU的動態性能及大部分的穩態性能都無法得到檢驗，檢驗工作存在死區，直接影響了WAMS監測和預警分析功能的正確性。因此，亟待研發出適用于現場檢驗的便攜式PMU測試儀來解決上述問題。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處，而提供一種能解決國內PMU裝置現場無法檢測，同時還規范PMU的現場檢驗、保證PMU系統的可靠運行的便攜式同步相量測量裝置PMU測試儀。?

一種便攜式同步相量測量裝置PMU測試儀，包括有DSP的主CPU管理模塊，FPGA高速數據處理模塊，高速DAC轉換模塊，PPS同步時鐘接收模塊，外置GPS接收設備，相脈沖輸出模塊，交流功率輸出模塊以及電源模塊，所述的外置GPS接收設備與PPS同步時鐘接收模塊相連，PPS同步時鐘接收模塊則與FPGA高速數據處理模塊相連，FPGA高速數據處理模塊相連輸出給高速DAC轉換模塊，高速DAC轉換模塊輸出到交流功率輸出模塊及相脈沖輸出模塊，所述的DSP的主CPU管理模塊與調試電腦相連。?

本實用新型的便攜式同步相量測量裝置PMU測試儀DSP主CPU管理模塊作為PMU測試儀的總管理模塊，負責接收PMU測試軟件的測試執行方案，執行控制算法主程序，控制內部各個模塊的輸出等。FPGA高速數據處理模塊主要用于交流及鍵相脈沖輸出的精準控制，接收DSP對交流電壓電流的幅值、相位、頻率的調制。?PPS同步時鐘接收模塊為了使輸出相角與絕對時間誤差小于標準要求的0.05度（2.77微秒），要求：GPS信號接收模塊時間誤差±100ns、本地時間基準溫漂小于±1.5ppm、高速DDS合成頻率1MHz。AI交流功率輸出模塊要求穩定度高、輸出響應時間短（10us級）；要求一致性好，輸出響應時間通過元件參數可控的；要求重復性好，輸出相應時間可通過系統圖中的時延預控補償邏輯加以補償，從而達到輸出相角具有絕對時標。?

所述的便攜式同步相量測量裝置PMU測試儀還包括有DI開入模塊與DO開出模塊，所述的DI開入模塊與DO開出模塊通過內部總線與DSP的主CPU管理模塊相連。?

綜上所述的，本實用新型相比現有技術如下優點：?

本實用新型的便攜式同步相量測量裝置PMU測試儀采用“DSP+FPGA+高速DAC+交流功率模塊”的硬件方案，利用高精度的GPS時鐘同步信號處理方法，采用嚴格補償模擬延時的FPGA邏輯、DSP程序設計控制技術，保證了高精度同步相角輸出，國內首次實現了電壓電流的輸出以GPS絕對時間信號為基準的相位準確度誤差小于0.05°；鍵相脈沖的輸出以GPS絕對時間信號為基準的相位準確度誤差小于0.05°。

（2）采用DA輸出實時算法的DSP程序，實現各種PMU動態測試信號的輸出，包括：交流信號幅值、頻率、相角階躍變化、模擬低頻振蕩的交流信號調制等。?

1）交流電壓幅值階躍突變范圍：額定電壓的±10%、±20%、±50%，過度過程時間小于200us。?

2）交流電壓相角階躍突變范圍：±15°、±45°、±90°，過度過程時間小于200us。?

3）交流電壓頻率階躍突變范圍：±0.01Hz刻度可調，過度過程時間小于200us。?

4）交流電壓幅值調制量10%；調制頻率0.1~4.5Hz，同時頻率準確度小于±0.001Hz。?

5）交流電源頻率調制量0.5Hz，調制周期0.5s~10s，同時幅值準確度誤差小于±0.05%。?