【文章內(nèi)容簡介】 00????????????????????tNXtNtkXtkNkxmm)21s i n (22)212s i n (22)s i n ()21(000000????????????????????tNXtNtkXtkNkxmm00000021)21s i n (22)21c o s (22???????????????????tNXtNXjtNXXmmm?2倍頻 常數(shù) 2倍頻 常數(shù) 相量因子通相 ? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 調(diào)制信號(hào)下（以幅值調(diào)制為例） )c o s ())c o s (1(2)( 00111 ???? ????? ttkXtx m時(shí)間窗內(nèi)信號(hào)參數(shù)變化 ? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學(xué) North China Electric Power University )2()2()2()21c o s ())21c o s ( (22)21c o s (22)c o s ()21(1010000111000?????????????????????????????????yyytNtNkXktNXtkNkxmm常數(shù) 調(diào)制分量 非整次倍頻率 非整次倍頻率 2倍頻率 00111 2 1))cos(1( ???? ??????? tNtkXX m?? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 50 100 150 200 250 300 350525456586062全周傅立葉算法電壓相量幅值波形時(shí)間 ( m s )電壓幅值(V)0 50 100 15000. 10. 20. 30. 40. 5幅值振蕩下電壓幅值計(jì)算值頻譜分析頻率 (H z )電壓幅值(v)? 振蕩造成 DFT頻譜泄漏 華北電力大學(xué) North China Electric Power University ? 現(xiàn)有 DFT采用靜態(tài)相量模型，動(dòng)態(tài)條件下產(chǎn)生誤差 華北電力大學(xué) North China Electric Power University ? 現(xiàn)有 DFT采用靜態(tài)相量模型，動(dòng)態(tài)條件下產(chǎn)生誤差 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 靜態(tài)相量數(shù)學(xué)模型造成的去頂現(xiàn)象 。 ? 現(xiàn)有 DFT采用靜態(tài)相量模型，動(dòng)態(tài)條件下產(chǎn)生誤差 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 相角誤差隨振蕩頻率越高而越高，整體誤差不大，有 DFT頻譜泄漏現(xiàn)象。 ? 現(xiàn)有 DFT采用靜態(tài)相量模型，動(dòng)態(tài)條件下產(chǎn)生誤差 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 相角誤差導(dǎo)致了頻率誤差，現(xiàn)象與相角類似，但誤差較大 。 ? 現(xiàn)有 DFT采用靜態(tài)相量模型，動(dòng)態(tài)條件下產(chǎn)生誤差 華北電力大學(xué) North China Electric Power University ? 相量計(jì)算需要短數(shù)據(jù)窗算法 ? 故障中瞬時(shí)信號(hào)的突變 – 故障過程中的相量不可信 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 提 綱 ? 廣域同步相量測量技術(shù) – 廣域同步相量測量技術(shù)發(fā)展簡史 – 國內(nèi)外研究應(yīng)用現(xiàn)狀 – PMU核心技術(shù)問題 – PMU標(biāo)準(zhǔn)及測試評估 – 主站支撐系統(tǒng)核心技術(shù)問題 ? 廣域同步相量測量技術(shù)應(yīng)用 – 狀態(tài)估計(jì)中的應(yīng)用 – 低頻振蕩識(shí)別及阻尼控制中的應(yīng)用 – 在保護(hù)控制中的應(yīng)用 華北電力大學(xué) North China Electric Power University PMU標(biāo)準(zhǔn) PMU 標(biāo)準(zhǔn) 1 穩(wěn)態(tài)條件下 ?幅值 ?相角 ?頻率 2 動(dòng)態(tài)信號(hào)下 ?幅值 ?相角 ?頻率 ?響應(yīng)時(shí)間 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 國際 ： IEEE 國內(nèi)： PMU通用技術(shù)條件 2222 ))(())((iriirrXXXnXXnXTVE?????信號(hào)偏離額定頻率 5HZ內(nèi)， TVE在 1%以內(nèi)。 ? 幅值 ： 在額定頻率時(shí)基波電壓、電流相量幅值測量誤差極限： %，基波頻率偏離額定值 1Hz時(shí)，要求幅值測量誤差改變量小于額定頻率時(shí)測量誤差極限值的 50%，基波頻率偏離額定值 3Hz時(shí)，要求幅值測量誤差改變量小于額定頻率時(shí)測量誤差極限值的 100%。 ? 相角 ：在額定頻率時(shí)基波電壓、電流相量相角相角誤差極限為 176。 ?；l率偏離額定值 1Hz時(shí)，相角測量誤差改變量小于等于 176。 ；基波頻率偏離額定值 3Hz時(shí)， ，相角測量誤差改變量小于等于 1176。 。 ? 頻率 ：在 45Hz～ 55Hz范圍內(nèi)，頻率測量誤差不大于 。 并對同步相量的定義、同步時(shí)鐘的選擇、時(shí)標(biāo)定義和數(shù)據(jù)傳輸格式等基本內(nèi)容做出了規(guī)定。 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 模式 P要求在動(dòng)態(tài)情況下 PMU的有最好的量測精度。此時(shí)能否快速跟蹤電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)是最重要的，相應(yīng)的對于干擾信號(hào)并無額外的要求。 Class P 模式 M為相對于更普遍的測量信號(hào)所提出的精度要求，包括帶外頻率抑制，但是由于濾波器延時(shí)效果，無法快速的跟蹤系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化。 Class M IEEE與 IEC動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)草案 華北電力大學(xué) North China Electric Power University 在階躍信號(hào)先關(guān)注 PMU響應(yīng)時(shí)間及 TVE。仍是響應(yīng)時(shí)間并沒有最后確定。 C. Step input tests for PMU（ 階躍測試 ） 在穩(wěn)態(tài)下測試頻率及頻率變化率。 在以上動(dòng)態(tài)信號(hào)下測試頻率及頻率變化率，并關(guān)注響應(yīng)時(shí)間。同樣響應(yīng)時(shí)間的確定存在爭議。 D. Frequency and Rate of Change of Frequency tests for PMU（ 頻率及頻率變化率測試 ） 當(dāng)信號(hào)頻率以一定的速率變化時(shí)，測試 PMU的響應(yīng)時(shí)間及 TVE?，F(xiàn)在對于無需多次改變頻率變化速率重復(fù)測試已達(dá)成共識(shí)，響應(yīng)時(shí)間的確定仍有待商議。 B. Frequency Ramp tests for PMU（ 頻率斜坡測試 ） 在幅值調(diào)制及相角調(diào)制信號(hào)下，關(guān)注 TVE。 目前對于幅值及相角調(diào)制是否需同時(shí)測試仍存在爭議。 A. Modulation tests for PMU（ 調(diào)制測試 ） I EEE 與I E C動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)草案 考察 PMU對系統(tǒng)低頻振蕩的檢測能力。 當(dāng)系統(tǒng)中有發(fā)電機(jī)失步時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生加速或減速運(yùn)動(dòng)，其發(fā)出信號(hào)的頻率表現(xiàn)為以一定的速率增加或減小。頻率的此種變化將會(huì)影響到 PMU的測量精度。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障、或線路的投切等，會(huì)伴隨著信號(hào)的幅值及相角的突變，此時(shí)的量測精度對保護(hù)的正確的動(dòng)作有重要的意義。 IEEE ，且動(dòng)態(tài)時(shí)的頻率精度也影響動(dòng)態(tài)安全控制的實(shí)現(xiàn)。 華北電力大學(xué) North China Electric Power University A. Modulation tests for PMU（調(diào)制測試） )]c o s (c o s [)]c o s (1[ 0 ???? ????? tkttkXX axmaModulation Level Reference condition TVE requirements for pliance Class P Class M Range Max TVE Range Max TVE kx = , ka = radian 100% rated signal magnitude, fnominal Modulation frequency to Fs/10 Hz 3 % Modulation frequency to Fs/6 Hz 3 % kx = 0, ka = radian 100% rated signal magnitude, fnominal Modulation frequency to Fs/10 Hz 3% Modulation frequency to Fs/6 Hz 3% 華北電力大學(xué) North China Electric Power University B. Frequency Ramp tests for PMU（ 頻率斜坡測試 ） ])(c o s [ 20 tdtdftXX ma ?? ??Signal specification Reference condition TVE requirements for pliance Ramp rate Performance Class Ramp Duration (seconds) Transition time at beginning and end of ramp (seconds) Max TVE Linear frequency ramp 100% rated signal magnitude, amp。 fnominal at start of test Ramp rate: 177。 Hz/Sec (positive amp。 negative ramp) Class P s 177。 2/Fs from the start and end time 1 % Class M 5 s 177。 2/Fs from the start and end time 1 % 華北電力大學(xué) North China Electric Power University C. Step input tests for PMU（ 階躍測試 ） )](c o s [)](1[ 101 tfkttfkXX axma ???? ?Step change specification Reference condition TVE requirements for pliance Class P Class M Rise time (s) Response time (s) Rise time (s) Response time (s) Amplitude, ? 10%, kx = 177。 , ka = 0 All test conditions nominal at start 2/Fs 3/Fs 3/Fs 4/Fs Angle ? 10176。 , kx = 0, ka = 177。 π/18 All test conditions nominal at start 2/Fs 3/Fs 3/Fs 4/Fs 華北電力大學(xué) North China Electric Power University D. Frequency and Rate of Change of Frequency tests for PMU（ 頻率及頻率變化率測試 ） 穩(wěn)態(tài) 動(dòng)態(tài)Reference condition Error Requirements for pliance Frequency = f0 (fnominal) 0 radian base angle Class P Range f0 177。 Hz Class M Range f0 177。 5 Hz FE RFE FE RFE .006 Hz .02 Hz/s .004 Hz .02 Hz/s Signal specification Reference condition Transition time Error Requirements for pliance Modulation test and Ramp test 100% rated signal magnitude. 0 radian base angle 177。 1/Fs for the start amp。 end of ramp or modulating frequency change Class P Class M FE RFE F