電力系統(tǒng)同步相量測(cè)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(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定監(jiān)測(cè)與控制提出了更高的要求。基于同步相量測(cè)量技術(shù)的廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS)能對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和分析，對(duì)增強(qiáng)電力系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。作為廣域測(cè)量系統(tǒng)核心的同步相量測(cè)量單元(PMU)，其所用同步相量測(cè)量算法的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性直接關(guān)系到PMU的測(cè)量精度和運(yùn)算速度，更對(duì)廣域測(cè)量系統(tǒng)的高級(jí)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(cè)量算法

2、對(duì)提高廣域測(cè)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(duì)不同的應(yīng)用提出了一種新的同步相量測(cè)量算法和一種同步相角測(cè)量算法及裝置實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容如下：
　　 ①輸入信號(hào)頻率偏移對(duì)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(zhǎng)度不能包含完整信號(hào)周期將導(dǎo)致頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)，無(wú)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(shí)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(cè)量新算法。根據(jù)線性插值法的原理解決DFT變換時(shí)數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)度不準(zhǔn)的問(wèn)題；采用復(fù)化Simpson公式對(duì)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(duì)所提出的同步相量測(cè)量算法在MATLAB平臺(tái)中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并與常用DFT補(bǔ)償算法進(jìn)行了測(cè)量精度和抗干擾性的對(duì)比。
　　 ③針對(duì)電壓、電流相角的測(cè)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(cè)量新算法。根據(jù)

4、頻偏大小與DFT相角測(cè)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(gè)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(guò)將三個(gè)數(shù)據(jù)窗DFT結(jié)果比例合成來(lái)有效削減DFT相角誤差中的動(dòng)態(tài)部分，再經(jīng)固定補(bǔ)償，得到精確的相角測(cè)量結(jié)果；對(duì)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(cè)量裝置。硬件部分設(shè)計(jì)包括同步時(shí)鐘單元、采集單元、開(kāi)入單元