配電網(wǎng)相量測量裝置的開發(fā)與應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，我國配電網(wǎng)逐漸呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的特點(diǎn)。配電網(wǎng)原有的測量設(shè)備如饋線終端裝置(Feeder Terminal Unit,FTU)、遠(yuǎn)程終端單元（Remote Terminal Unit，RTU)等測量設(shè)備已逐漸不能滿足量測需要，相量測量裝置可以實(shí)時(shí)提供全網(wǎng)所測量節(jié)點(diǎn)的同步數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)運(yùn)行人員實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)提供了保障。通過相量測量裝置提供的數(shù)據(jù)不但可以體現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)，還能夠通過故障定位算法實(shí)時(shí)的監(jiān)測全網(wǎng)故障情況，為配電網(wǎng)穩(wěn)定高效

2、的運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。
　　本文在充分了解相量測量裝置（Phasor Measurement Unit,PMU）的軟硬件架構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國配電網(wǎng)的特點(diǎn)，開發(fā)出性價(jià)比高且適合故障定位的分布式相量測量裝置（Distributed Phasor Measurement Unit，DPMU）。設(shè)計(jì)了DPMU的系統(tǒng)總體架構(gòu)，并將整個(gè)裝置分為處理器模塊、通信模塊、模擬量和數(shù)字量模塊、時(shí)鐘模塊。對(duì)每個(gè)模塊中的芯片進(jìn)行選型、工作電路進(jìn)行

3、設(shè)計(jì)及性能進(jìn)行驗(yàn)證。
　　研究了實(shí)際應(yīng)用中常用的相量測量算法，針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行頻率非固定的情況，提出利用硬件電路實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)運(yùn)行頻率，通過軟件對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行頻率進(jìn)行修正并計(jì)算出同步采樣頻率，最后應(yīng)用離散傅里葉變換法來計(jì)算出電壓電流精確相量的相量測量方法。按照國家電網(wǎng)公司發(fā)布的《電力系統(tǒng)同步相量測量裝置測試技術(shù)規(guī)范》中的要求，對(duì)開發(fā)后的DPMU進(jìn)行了電壓電流幅值及相角的測試，測試結(jié)果精確。
　　分析了國內(nèi)外故障定位相關(guān)的研究，對(duì)現(xiàn)有的

4、適合小電流接地系統(tǒng)單相接地故障區(qū)段定位和測距算法進(jìn)行了研究。為了能夠在故障后短時(shí)間內(nèi)獲取精確的定位結(jié)果，利用DPMU搭建了故障定位系統(tǒng)。故障定位系統(tǒng)能夠減少數(shù)據(jù)延遲時(shí)間，并能充分利用所安裝節(jié)點(diǎn) DPMU的軟硬件，從而提高了故障定位的速度。根據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了故障定位系統(tǒng)的搭建方法及工作流程。針對(duì)電網(wǎng)拓?fù)涞淖兓?，提出了適合故障定位系統(tǒng)拓?fù)鋵?shí)時(shí)同步變化的節(jié)點(diǎn)變更流程，提高了故障定位系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性。
　　針對(duì)已搭建的故障定位系

5、統(tǒng)，采用適合于該系統(tǒng)且對(duì)于小電流接地系統(tǒng)故障區(qū)段定位和測距更精確的算法。故障區(qū)段定位和測距算法均用到了雙端的同步數(shù)據(jù)，通過兩端算法能夠既消除中性點(diǎn)接地方式不同和過渡電阻不同的影響，也能夠提高故障區(qū)段定位和測距的精度。
　　在上述工作的基礎(chǔ)上，利用Matlab/Simulink進(jìn)行故障定位仿真，構(gòu)造了10kV中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障仿真模型，編寫了故障區(qū)段定位和測距的軟件算法，驗(yàn)證了所采用的故障定位算法的精確性。仿真結(jié)果