[發(fā)明專利]一種PMU動(dòng)態(tài)性能的在線檢測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410233902.X
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104007408B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王茂海;牛四清;張哲;寧劍;齊霞;朱亞軍;侯金鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國家電網(wǎng)公司華北分部
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 湯在彥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的性能檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種PMU動(dòng)態(tài)性能的在線檢測方法及裝置。

背景技術(shù)

在交流電力系統(tǒng)中，PMU的主要任務(wù)是真實(shí)地反映其輸入信號中交流工頻量的頻率、幅值、相位等相量特征，其輸入信號主要是交流工頻量(電壓、電流)，同時(shí)也包含諧波分量、諧振分量、動(dòng)態(tài)衰減分量及噪聲等。電壓和電流信號可以表示為：

其中，x(t)是具有正弦波波形的電壓或電流信號，X是有效值，f是頻率，為相角。

不考慮頻率變化的情況下，式(1)中包含的正弦波信號可以表示為一個(gè)矢量(相量)，即：

基于授時(shí)精度優(yōu)于1μs的高精度GPS/北斗等時(shí)鐘信號，由眾多相量測量裝置(PMU)組成的廣域測量系統(tǒng)(WAMS，Wide?Area?Measurement?system)能夠?qū)崿F(xiàn)廣域電網(wǎng)相量數(shù)據(jù)及其他運(yùn)行數(shù)據(jù)的同步采集，從而幫助電網(wǎng)運(yùn)行人員提高其對電網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)情況的實(shí)時(shí)感知能力，及早做出有利于電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的控制決策。

電力系統(tǒng)科研工作者和電網(wǎng)運(yùn)行人員對WAMS的重視程度越來越高，PMU布點(diǎn)規(guī)模越來越廣，基于廣域相量測量的電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測分析功能也越來越實(shí)用。廣域測量系統(tǒng)(WAMS)的各項(xiàng)應(yīng)用功能的可靠性高度依賴于相量測量裝置(PMU)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。目前，評價(jià)PMU性能的指標(biāo)都是針對離線測試的，包括頻率測量誤差，頻率變化率誤差以及綜合矢量誤差(TVE)等。離線評價(jià)指標(biāo)的應(yīng)用前提是必須事先準(zhǔn)確了解PMU輸入信號的真實(shí)特征，從而與PMU輸出的測量結(jié)果進(jìn)行比對。然而，在現(xiàn)場環(huán)境下電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)過程中難以在實(shí)驗(yàn)室中復(fù)現(xiàn)，無法準(zhǔn)確掌握PMU在現(xiàn)場真實(shí)環(huán)境下的輸入信號的信號特征，因此離線評價(jià)指標(biāo)完全沒有辦法擴(kuò)展到實(shí)負(fù)荷情況下的在線應(yīng)用。

PMU的動(dòng)態(tài)測量性能是PMU區(qū)別于SCADA的最重要特征之一。因此有必要通過在線PMU動(dòng)態(tài)性能的監(jiān)測來評價(jià)PMU動(dòng)態(tài)性能。

一、通過采用綜合矢量誤差(TVE)來綜合評價(jià)PMU的測量性能

對式(1)所示的信號，假設(shè)PMU輸出的相量測量結(jié)果為：

上式中的下標(biāo)“m”表示PMU測量結(jié)果。

PMU測量結(jié)果與x(t)的真實(shí)相量之間的差異如圖1所示。圖1中，為相角測量誤差，即

TVE的定義如下：

TVE=(Xmr-Xr)2+(Xmi-Xi)2Xr2+Xi2---(4)]]>

式(4)中，下標(biāo)“r”表示實(shí)軸(橫軸)分量，下標(biāo)“i”表示虛軸(縱軸)。

式(4)所示的綜合矢量誤差可以用另外一種形式表達(dá)：