電力系統(tǒng)同步相量測量算法研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的不斷發(fā)展與電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的日益復(fù)雜，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定監(jiān)測與控制提出了更高的要求?；谕较嗔繙y量技術(shù)的廣域測量系統(tǒng)(WAMS)能對電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)測和分析，對增強(qiáng)電力系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。作為廣域測量系統(tǒng)核心的同步相量測量單元(PMU)，其所用同步相量測量算法的準(zhǔn)確性和實(shí)時性直接關(guān)系到PMU的測量精度和運(yùn)算速度，更對廣域測量系統(tǒng)的高級應(yīng)用效果產(chǎn)生影響，如狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算以及廣域保護(hù)等。因此研究同步相量測量算法

2、對提高廣域測量系統(tǒng)的性能以及電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定有著重要意義。論文針對不同的應(yīng)用提出了一種新的同步相量測量算法和一種同步相角測量算法及裝置實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容如下：
　　 ①輸入信號頻率偏移對離散傅里葉變換(DFT)結(jié)果的影響分析。在頻偏條件下使用定間隔采樣數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)DFT變換，由于數(shù)據(jù)窗長度不能包含完整信號周期將導(dǎo)致頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)，無法獲取準(zhǔn)確的相量計(jì)算結(jié)果；詳細(xì)推導(dǎo)了使用DFT得到的相量值與真實(shí)值之間的特定幾何關(guān)系。
　　

3、 ②提出一種離散時域內(nèi)綜合利用插值型求積公式和線性插值理論的相量測量新算法。根據(jù)線性插值法的原理解決DFT變換時數(shù)據(jù)窗長度不準(zhǔn)的問題；采用復(fù)化Simpson公式對傅里葉系數(shù)進(jìn)行等值，有效提高積分等值運(yùn)算的精度；對所提出的同步相量測量算法在MATLAB平臺中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并與常用DFT補(bǔ)償算法進(jìn)行了測量精度和抗干擾性的對比。
　　 ③針對電壓、電流相角的測量需求，為減小計(jì)算負(fù)擔(dān)，提出一種基于虛擬αβ靜止坐標(biāo)系的相角測量新算法。根據(jù)

4、頻偏大小與DFT相角測量誤差之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式，利用αβ靜止坐標(biāo)系中正序相量的兩種表示形式，建立具有兩個β坐標(biāo)軸的虛擬αβ靜止坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上提出通過將三個數(shù)據(jù)窗DFT結(jié)果比例合成來有效削減DFT相角誤差中的動態(tài)部分，再經(jīng)固定補(bǔ)償，得到精確的相角測量結(jié)果；對提出算法的準(zhǔn)確性與抗干擾性在MATLAB中進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 ④設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套基于多CPU結(jié)構(gòu)的同步相量測量裝置。硬件部分設(shè)計(jì)包括同步時鐘單元、采集單元、開入單元