基于gps相角测量装置站端监测管理系统的分析与开发

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1、河海大学硕士学位论文第一章绪论1．1课题背景随着电网装机容量的增大及全国电网互联步伐的加快，电网的稳定监视和控制越来越重要，以SCADA／EMS及有关的应用软件(如状态估计和静态安全分析等)为代表的调度监控系统实质上是在潮流水平上的电力系统稳态行为监控系统，对于电力系统的安全稳定运行尤其是暂态稳定是不够的。众所周知，相角(包括发电机的功角和母线电压相角)是反映系统稳定性的最主要的状态量，如果它能够被实时测量，一方面调度员能通过计算机实时监视系统母线电压和发电机的功角变化，及时发出调度命令；另一方面自动调节装置

2、能够根据相角的变化控制发电机的功角，自动安全装置可采取紧急控制措施，如切机、甩负荷、解列等，使系统受到的损害最小。这样，相角这个状态变量不仅能用于调度中心的集中监视和控制，而且能用于分散的就地监视和控制，以解决系统的稳定问题。因此实时精确测量发电机的功角和母线电压相量，将是电力系统稳定监视和控制的关键基础。相角的实时测量使得人们能实时地看到系统的状态，并且能提高电力系统的监控和保护的能力，因此各国电力公司都在研究对策，积极增加相角测量装置(PMU)的数量，并针对PMU开展多种试验研究【l】o电力系统相角测量的

3、原理和方法的研究涉及到测量方法、同步时钟、通讯、控制理论和电网等领域的知识。由于相角涉及到电力系统的监视、控制和保护等诸多领域，而实时相角的测量，将推动电力系统的监视、控制和保护等新方法和新理论的发展，为电力系统的稳定控制和保护开辟了一个新的领域。一方面进行集中相角的监视和稳定控制理论方面的研究，即将电压相角信息上送到调度中心，由调度中心对相角信息进行处理后，进行相角的监视：和在已知相角信息的条件下，应用相角信息进行暂态稳定的分析和控制。另一方面是基于相角测量装置的试验研究，通过相角测量装置记录相角信息，对系

4、统的动态行为进行研究。河海大学硕士学位论文1．2电力系统相角测量系统的应用现状12q6l1．2．1国外的研究现状在美国，IEEE在电力系统继电保护和控制委员会下，设立了一个专门委员会tI--7，由A．GPhadke任主席，研究同步相角测量、通讯接口的规则、推荐的标准和可能的应用等{2】a美国的电力科学研究协会(EPRI)正在协调“美国西部电力系统协调委员会监控用相角实时测量”项目，自93年他们组织了北美整个西部有关电力公司，计划装设许多相角测量装置，进行多种试验以研究电力系统在各种故障条件下的动态行为，并研究

5、相角数据的实时传递和处理等。至95年在乔治亚、佛罗里达、田纳西、纽约、邦纳维尔电管局(BPA)、加里佛尼亚、安大略、太平洋公司等，安装了数量不等的PMU，少则2台，多则十台。法国电力公司制定了一个通过测量电压相角防止系统失步的计划，就是通过安装在超高压网络节点上的PMU测量电压相角，通过通信线路把数据传送到主机，主机根据这些不同点的相位情况，在故障时确定系统如何解裂和切负荷，以避免事故的进一步扩大【3】。到95年法国的东南部安装了更多的PMU。美国BPA在约翰迪和马林两个变电站配备了由A．(2Phadke博士

6、开发的PMU[钔，测量数据通过微波以12次／秒在4800b／s的信道上送到BPA实验中心，整个系统运行得一直非常好。到目前为至，应用PMU在电力系统做了很多试验研究【5l，如在乔治亚电力公司进行的线路的开断试验、励磁以及电力系统的模型校验、在California-OregonTranssmionProject的500KV线路的短路试验、在德克萨斯的切机试验和甩负荷试验、发电机失磁试验等。通过PMU做的这些试验，使人们首次看到了系统的动态行为，认识到了以往所没有的现象和规律。利用相角测量以观测事故后的系统动态行

7、为，并校核电力仿真中用的暂态和动态模型是非常重要的，因为，现在所用模型从来还没有现场校验过：只有同步技术才使得这个想法得于实现。如：1992年7月25～26日，500KV线路开断实验，6台PMU分别安装于乔治亚州(GPC)的Scherer和Vogtle电厂、佛罗里达州(FPL)的Dural、Martin和Andytown电厂、田纳西州(TVA)的Sequoyah电厂。潮流从TVA到GPC3160MW(另一条500KV线路3520MW)、2问海大学硕士学位论文再到FPL。测量并录波正序电压和正序电流，计算正序功

8、率。仿真模型都用最复杂的，如发电机用F、系统不简化，共330i母线、652台发电机。PMU每秒30点(每2周波1点)，录事前1分钟、事后12分钟。对比结果，前2秒还可以，之后，仿真输出的阻尼明显比实际系统差，误差也较大。这是第一次得到模型的校核结果。1993年3月底，在California-OregonTranssmionProject的500KV线路上进行了线路串联电容和保护装置的试验，在试验中人