廣域測(cè)量系統(tǒng)中的PMU布點(diǎn)優(yōu)化及研究.pdf

1、廣域測(cè)量系統(tǒng)（WAMS）是在世界范圍內(nèi)近幾年逐步開展的一項(xiàng)全新的研究工作和正在探討的領(lǐng)域，是將電網(wǎng)自動(dòng)化從穩(wěn)態(tài)監(jiān)控向暫態(tài)、并向動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制發(fā)展的重要階段。同步相量測(cè)量技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的廣域測(cè)量系統(tǒng)的出現(xiàn)，為電網(wǎng)向著大面積實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制方向的發(fā)展提供了先進(jìn)的和可能的信息技術(shù)平臺(tái)?；谕较嗔繂卧≒MU）是廣域測(cè)量系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，本文針對(duì)同步相量單元的相量同步測(cè)量算法和同步相量測(cè)量點(diǎn)配置進(jìn)行研究。 論文首先介紹了基于GPS的

2、同步相量測(cè)量的研究意義、國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展情況以及PMU在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景。接著，介紹了同步相量測(cè)量的信號(hào)過零檢測(cè)法、定頻采樣和變頻采樣的離散傅立葉法(DFT)。進(jìn)而，分析了信號(hào)過零檢測(cè)法測(cè)量中存在的誤差及改進(jìn)方法和變頻采樣的軟硬件實(shí)現(xiàn)方法以及測(cè)量誤差。為了提高測(cè)量精度，還研究了雙采樣速率方法。由DFT法自然引入計(jì)算量小的遞推傅立葉算法，通過變換得到了一種改進(jìn)型的遞推離散傅立葉算法。 論文詳細(xì)分析了同步相量測(cè)量誤差并給出了改進(jìn)

3、措施，包括衰減直流分量、頻率偏移帶來誤差和時(shí)間同步與頻率同步矛盾問題。本文在分析各種同步采樣時(shí)和非同步采樣時(shí)的相量算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)信號(hào)存在頻偏、諧波、振蕩等現(xiàn)實(shí)問題，提出采用了一種基于準(zhǔn)同步采樣和傅氏分析的頻率跟蹤、相角估計(jì)的實(shí)用算法。它用克服衰減分量的離散傅立葉算法和線性插值法計(jì)算任意時(shí)刻的估計(jì)相量，用迭代算法尋找相角差為零的相鄰周期的兩個(gè)估計(jì)相量，繼而對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行同步化處理以獲取信號(hào)的相角。仿真結(jié)果表明:該方法具有抗干擾能力強(qiáng)、

4、測(cè)量精度高和計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種相量測(cè)量或頻率測(cè)量裝置中。采用此相量算法，提高了相量測(cè)量精度，為下一步PMU的布點(diǎn)配置提供了準(zhǔn)確的信息。 本文同時(shí)考慮系統(tǒng)可觀測(cè)性和電壓穩(wěn)定性兩方面因素，提出了一種基于電壓薄弱區(qū)域監(jiān)視的非完全可觀測(cè)的同步相量測(cè)量單元(PMU)配置方案。應(yīng)用網(wǎng)損靈敏度法來判斷電壓崩潰臨界點(diǎn)和電壓薄弱區(qū)域；考慮低電壓水平與電壓崩潰的關(guān)系，提出將電壓幅值變化率作為電壓薄弱母線分群所觀察的信息，并且給出了電