【正文】 守時(shí)能力； PMU與主站之間能實(shí)時(shí)通信并遵循有關(guān)通信協(xié)議。要求在失去同步時(shí)鐘信號(hào) 60分鐘以內(nèi)裝置的相角測(cè)量誤差不大于 1度 。 裝置內(nèi)部造成的任何相位延遲必須被校正 。 1us。 PMU的作用（續(xù)） 作用 6：構(gòu)建廣域保護(hù)系統(tǒng) 如：美國(guó)西部電網(wǎng)繼電保護(hù)委員會(huì)提出利用 PMU和 WAMS技 術(shù)來構(gòu)建廣域保護(hù)系統(tǒng) PMU的作用（續(xù)） 第四節(jié) 同步相量測(cè)量裝置 主要技術(shù)原理 ? A uum UmtfC O SUU ??? /)***2(*2* ???iim UmtfC O SII ??? /)***2(*2* ???iumm IUR T U ?? －、 ?LiHiiumm IUR E L A Y __ ???? ?? 、－、tIUiuP M U iumm 、 ?? ?tIUiuFR mm 、 ?PMU與其它裝置的測(cè)量區(qū)別 Vm t = 0 (1 PPS) Vm t = 0 (1 PPS) signal x(t) 基本公式： 同步相量定義： 裝置測(cè)量區(qū)別： PMU的硬件結(jié)構(gòu)框圖 GPS接收模塊 同步信號(hào)發(fā)生器 微處理器 通訊模塊 A/D 轉(zhuǎn)換器 電壓、電流互感器 低通濾 波器 交流輸入 頻率跟蹤器 存儲(chǔ)器單元 PMU技術(shù)原理 鑒相脈沖、直流量 開關(guān)量 當(dāng)?shù)仫@示 裝置的輸入信號(hào)有： １）線路電壓、線路電流信號(hào)的輸入（ 監(jiān)控 CT)； ２）開關(guān)量信號(hào)的輸入； ３）發(fā)電機(jī)軸位置脈沖的輸入，可以是鑒相信號(hào)或轉(zhuǎn)速 信號(hào)； ４）用于勵(lì)磁、 AGC等的 420mA控制信號(hào)； ５） GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)； 裝置的輸出信號(hào)有： １）用于中央信號(hào)的告警信號(hào)輸出； ２）用于通信用的 10/100M以太網(wǎng)及 RS232接口 （采用 IEEE std 1344通信標(biāo)準(zhǔn)）； ３）用于控制用的 420mA輸出； 裝置一般利用 GPS系統(tǒng)的授時(shí)信號(hào) 1PPS作為數(shù)據(jù)采樣的基準(zhǔn)時(shí)鐘源 。繪制發(fā)電機(jī)運(yùn)行極限圖，根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)確定發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)，實(shí)時(shí)計(jì)算發(fā)電機(jī)運(yùn)行裕度，在異常運(yùn)行時(shí)告警。 PMU的作用（續(xù)） 作用 4：分析發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性及安全峪度分析 通過 PMU裝置高速采集的發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流、氣門開度信號(hào)、 AGC控制信號(hào)、 PSS控制信號(hào)等，可分析出發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)調(diào)頻特性，進(jìn)行發(fā)電機(jī)的安全峪度分析，為分析發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)過程提供依據(jù)?；?PMU高速實(shí)時(shí)通訊（每秒可高達(dá) 100HZ數(shù)據(jù)）可較快地獲取系統(tǒng)運(yùn)行信息。 PMU的作用（續(xù)） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示 作用 2：捕捉電網(wǎng)的低頻振蕩 電網(wǎng)的低頻振蕩的捕捉是 PMU裝置的一個(gè)重要功能。通過 PMU實(shí)時(shí)記錄的帶有精確時(shí)標(biāo)的波形數(shù)據(jù)對(duì)事故的分析提供有力的保障。 ? PMU可為電網(wǎng)的安全提供豐富的數(shù)據(jù)源。 c、 裝置實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)的保存時(shí)間應(yīng)不少于 14天 。 PMU監(jiān)測(cè)功能技術(shù)指標(biāo)： PMU技術(shù)指標(biāo) a、 裝置應(yīng)能實(shí)時(shí)記錄全部測(cè)量通道的相量數(shù)據(jù) 。 在電網(wǎng)故障或特定事件期間 ， 裝置應(yīng)具備按照最高或設(shè)定記錄速率進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出的能力 。 b、 裝置應(yīng)能接受多個(gè)主站的召喚命令 ， 傳送部分或全部測(cè)量通道的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 。 功能 6： 與當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)交換數(shù)據(jù) 裝置提供通信接口用于和勵(lì)磁系統(tǒng)、 AGC系統(tǒng)、 電廠監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 功能 3： 廣域啟動(dòng)或擾動(dòng)啟動(dòng)錄波 (1)具備暫態(tài)錄波功能。 2）當(dāng)裝置監(jiān)測(cè)到繼電保護(hù)或 /和安全自動(dòng)裝置跳閘 輸出信號(hào)（空接點(diǎn)）或接到手動(dòng)記錄命令時(shí)應(yīng)建立事件標(biāo)識(shí)，以方便用戶獲取對(duì)應(yīng)時(shí)段的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。 b. 機(jī)端 B相電壓同步相量 Ub/Фub ； c. 機(jī)端 C相電壓同步相量 Uc/Фuc ； d. 機(jī)端正序電壓同步相量 U1/Фu1 ； e. 機(jī)端 A相電流同步相量 Ia/Фia ； f. 機(jī)端 B相電流同步相量 Ib/Фib ； g. 機(jī)端 C相電流同步相量 Ic/Фic ； h. 機(jī)端正序電流同步相量 I1/Фi1 ； i. 內(nèi)電勢(shì)同步相量 ε/Ф(ε)。 b. B相電壓同步相量 Ub/Фub ； c. C相電壓同步相量 Uc/Фuc ； d. 正序電壓同步相量 U1/Фu1 ； e. A相電流同步相量 Ia/Фia ； f. B相電流同步相量 Ib/Фib ； g. C相電流同步相量 Ic/Фic ； h. 正序電流同步相量 I1/Фi1 ； i. 開關(guān)量 (2)測(cè)量發(fā)電機(jī)機(jī)端三相電壓、三相電流、開關(guān)量、轉(zhuǎn)軸鑒相信號(hào)，氣門開度信號(hào)、 AGC、 AVC、 PSS等信號(hào)。 4個(gè)字節(jié)， 32位無符號(hào)數(shù)，最大范圍為 136年，到 2106年完成一次循環(huán)。 PMU中的一些名詞（續(xù)） 同步采樣的概念 同步計(jì)數(shù)信號(hào)發(fā)生器 晶振時(shí)鐘 1PPS from GPS 同步 采樣脈沖 A 裝置 B 裝置 時(shí)標(biāo)的概念： SOC（ Second of Century: 世紀(jì)秒）＋秒等分?jǐn)?shù)＋相量數(shù)據(jù) SOC＋當(dāng)前秒內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)＋相量數(shù)據(jù) 注： SOC在 《 IEEE Std 13441995 (R2022)》 的起始時(shí)間為 1900年 1月 1日零時(shí)起至今的秒 總數(shù)。 使異地信號(hào)可以在相同的時(shí)間坐標(biāo)下比較 PMU中的一些名詞（續(xù)） 為了保證不同地點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)可以有效比較，規(guī)定如下： –以 PPS時(shí)間為參考； –當(dāng) PPS時(shí)刻，周期信號(hào)最大值對(duì)應(yīng) 0度； –當(dāng) PPS時(shí)刻，周期信號(hào)正向過零對(duì)應(yīng) 90度； Vm t = 0 (1 PPS) Vm t = 0 (1 PPS) signal x(t) 當(dāng) v(t)正向過零點(diǎn)與秒脈沖同步時(shí) ,相量的角度為90度 當(dāng) v(t)的最大值出現(xiàn)在秒脈沖時(shí)，相量的角度為 0度， PMU中的一些名詞（續(xù)） 相量角度 相量幅值 PMU中的一些名詞（續(xù)） 發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì) generator internal electromotive force 當(dāng)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以同步速率旋轉(zhuǎn)時(shí)，主磁場(chǎng)就在氣隙中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它 “ 切割 ” 定子繞組后，就將在定子繞組內(nèi)感應(yīng)出頻率為 f的一組對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)，稱為激磁電動(dòng)勢(shì)，又稱發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)。 WAMS系統(tǒng)的名詞（續(xù)） 同步相量 synchrophasor 以標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)作為采樣過程的基準(zhǔn)，通過對(duì)采樣數(shù)據(jù)計(jì)算而得的相量稱為同步相量。 4） 主站 main station 安裝在電力系統(tǒng)調(diào)度中心，用于接收、管理、存儲(chǔ)、分析、告警、決策和轉(zhuǎn) 發(fā)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。子站可以是單臺(tái)相量測(cè)量裝置，也可以由多臺(tái)相量測(cè)量裝置和數(shù)據(jù)集中器構(gòu)成。能夠同時(shí)接收多個(gè)通道的測(cè)量數(shù)據(jù)，并能 實(shí)時(shí)向多個(gè)通道轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)量數(shù)據(jù)。 PMU的核心特征包括基于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的同步相量測(cè)量 、 失去標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào) 的守時(shí)能力 、 PMU與主站之間能夠?qū)崟r(shí)通信并遵循有關(guān)通信協(xié)議 。整合能量管理（ EMS）、離線方式計(jì)算、廣域相量測(cè)量等系統(tǒng) ，實(shí)現(xiàn)在線安全分析和安全預(yù)警，先期在國(guó)家電力調(diào)度通信中心組織實(shí)施，并逐步推廣到網(wǎng)省調(diào)，以提高互聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平，有效預(yù)防電網(wǎng)事故，構(gòu)筑電網(wǎng)安全防御體系。 “三個(gè)提高”即提高調(diào)度隊(duì)伍素質(zhì)、提高自動(dòng)化水平、提高智能化水平；“兩個(gè)規(guī)范”即規(guī)范電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)路線和模式、規(guī)范電網(wǎng)調(diào)度（交易）機(jī)構(gòu)設(shè)置；“三個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域”即重點(diǎn)保證特大特高壓交直流混合系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、重點(diǎn)建設(shè)三級(jí)電力市場(chǎng)體系、 重點(diǎn)建設(shè)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 。 ? IEEE： ? 《 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 》 :國(guó)調(diào)中心 03年 2月第 1稿 ， 0 05年修改稿 ,國(guó)家電網(wǎng)公司 06年 4月正式發(fā)布； ? 行業(yè)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) （ 制定中 ） 技術(shù)背景 國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于“十一五”期間加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度工作的意見： 全面加強(qiáng)“十一五”期間電網(wǎng)調(diào)度工作，要從加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè)、規(guī)范完善制度入手，立足科學(xué)管理，著力開拓創(chuàng)新，完善管理機(jī)制，強(qiáng)化保障作用。 （ 2022年 4月國(guó)家電網(wǎng)公司正式發(fā)布） 華東電網(wǎng)的 WAMAP于 2022年 10月試運(yùn)行。目前臺(tái)灣歐華公司與電科院系統(tǒng)所合作，推出 ADX3000型 PMU，在華東電網(wǎng)、西北電網(wǎng)、臺(tái)灣島電網(wǎng)中有應(yīng)用。 1995年推出標(biāo)準(zhǔn) ： IEEE Std 13441995 IEEE Standard for Synchrophasors for Power Systems， 2022年推出該標(biāo)準(zhǔn)的修訂版。國(guó)電南瑞科技股份有限公司 同步相量測(cè)量裝置 (PMU) 技術(shù)介紹 國(guó)電南瑞科技股份有限公司 2022年 4月 （主講人：周捷 博士） Email: Tel: 13805184169 講課內(nèi)容 一、 PMU及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)背景 二、同步相量測(cè)量基礎(chǔ) 三、 PMU的功能及作用 四、 PMU的主要技術(shù)原理 五、發(fā)電機(jī)功角測(cè)量方法 六、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì) 七、 SMU2系列 PMU裝置介紹 第一節(jié) PMU及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)背景 及國(guó)內(nèi)外概況 問題： 為什么會(huì)出現(xiàn) PMU？ 為什么會(huì)出現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)？ 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的定位 頻率越限 系統(tǒng)功角越限 穩(wěn)定預(yù)測(cè)控制 低頻振蕩、在線擾動(dòng) 短路故障 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 SCADA/EMS 保護(hù) /故障錄波 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) （響應(yīng)時(shí)間） 1S 10S 100S 1000S 技術(shù)背景 國(guó)內(nèi)外 PMU的發(fā)展歷史及應(yīng)用狀況 國(guó)外： 90年代初期，已有簡(jiǎn)單的基于 GPS的正序電壓相角測(cè)量裝置； 90年代末，已有 PMU監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，如美國(guó)電力科學(xué)研究協(xié)會(huì)（ EPRI）在喬治亞、佛羅里達(dá)、田納西、紐約、邦納維爾電管局（ BPA）、加里佛尼亞等，安裝了數(shù)量不等的 PMU，少則 2臺(tái)，多則十臺(tái)，用以研究電力系統(tǒng)在各種故障條件下的動(dòng)態(tài)行為，并研究相角數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞和處理等。法國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本等國(guó)目前都有 PMU裝置在實(shí)時(shí)運(yùn)行。 (Arbiter公司的 1133A) 國(guó)內(nèi)： 90年代中期，國(guó)內(nèi)的一些高校和研究機(jī)構(gòu)開始研究相角測(cè)量裝置（大部分為正序相角，每秒 1次上送），并有部分投入試運(yùn)行。 （以后出現(xiàn) PAC202 SMU系列、 CSS200等等 ) 2022年 2月，國(guó)家電力調(diào)度通信中心在北京開會(huì)，制定 電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（試行） ，并作為三峽（左岸）電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目的主要技術(shù)規(guī)范。 PMU概況 國(guó)內(nèi)外主要 PMU制造商 Rochestor （ TR2022） Macrodyne （ 1690） SEL （ SEL421） Arbiter Systems （ 1133A） ABB （ RES521） 電科院 （ ADX3000／ PAC2022） 四方 （ CSS200） 南瑞 （ SMU2） PMU概況 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ? IEEE13441995(R2022) ： IEEE Standard for Synchro