PMU基本介绍全解.ppt

1、同步相量测量装置(PMU)技术介绍，主要内容1。项目管理单元和动态监控系统的技术背景。同步相量测量的基础。项目管理股的职能和作用。第一节。PMU和动态监控系统的技术背景。传统的电力系统监测方法主要包括各种侧重于记录电磁暂态过程的故障录波器和侧重于监测系统稳态运行的SCADA系统。但是，传统的故障录波器也存在一些缺点：只能记录故障前后的暂态波形，由于数据量大，很难全天候保存，不同地点之间也没有准确的公共时间标记，所以记录的数据只是局部有效的，很难分析整个系统的动态行为。SCADA提供每4秒刷新一次的稳态数据，这几乎不能为动态预测、低频振荡、故障分析等提供任何帮助。为此，电力学术界提出了“同步相量

2、测量理论”和“实时动态监测系统”来解决这一问题。在电力系统的重要变电站和发电厂安装同步相量测量装置，构建电力系统实时动态监测系统，通过调度中心分析中心站对电力系统的动态过程进行监测和分析。该系统将成为电力系统调度中心动态实时数据平台的主要数据源，并将逐步与SCADA/EMS系统和自动安全控制系统相结合，加强对电力系统动态安全稳定的监控。动态监测技术背景、实时动态监测系统定位、频率超限、系统功角超限、稳定预测控制、低频振荡、在线扰动、短路故障、稳态运行、SCADA/EMS、保护/故障记录、电力系统实时动态监测系统(响应时间)、0.01S 0.1S 1S 10S 100S、技术背景、应用要求：1)

3、美国等西方国家的大停电，由于缺乏有效的电网动态监测手段，导致了2)中国电网的规模越来越大，因此有必要应对技术措施的可能性：高速计算机和数据管理计算机的计算速度大大提高，商业数据库越来越成熟。高精度全球定位系统微秒级误差、高速广域通信技术、稳定成熟的EEAC算法等应用算法已在发达国家成功应用于电力系统稳定预警。1、国内外聚甲基丙烯酸甲酯的技术背景、发展历史和应用现状。国外：20世纪90年代初，有一种简单的基于全球定位系统的正序电压相角测量装置；20世纪90年代末，PMU监测系统在现场投入运行。例如，EPRI在乔治亚州、佛罗里达州、田纳西州、纽约州、邦纳维尔电力管理局(BPA)、加利福尼亚州等地安

4、装了PMU。范围从2到10，研究电力系统在各种故障条件下的动态行为，并研究相角数据的实时传输和处理。目前，法国、英国、加拿大、日本等国家都有PMU设备在实时运行。1995年，IEEE标准1344-1995电力系统同步器标准被引入，2001年，该标准的修订版被引入。(仲裁人1133A) 2。国内：20世纪90年代中期，我国一些高校和科研机构开始研究相角测量装置(大多为正序相角，每秒发送一次)，部分装置已投入试运行。目前，台湾欧华公司已与电力研究院系统研究所合作推出ADX3000 PMU，该产品已在华东电网、西北电网和台湾岛电网得到应用。(PAC2000、SMU系列、CSS-200等。会在未来出现

5、。)2003年2月，国家电力调度通信中心在北京召开会议，制定了三峡(左岸)电力系统实时动态监测系统工程主要技术规范。华东电网广域测量系统将于2006年10月投入试运行。技术背景，工业标准IEEE 1344-1995 (r2001):电力系统同步器的IEEE标准；Epri: pc37.118-2005电力系统实时动态监测系统技术规范：2003年2月初稿，2005年4月修订稿，2006年4月国家电网公司正式发布；技术背景、国家电网公司关于“十一五”期间加强电网调度的意见：1)全面加强“十一五”期间电网调度，应从加强基础设施建设、规范和完善体制入手，以科学管理为基础，注重创新，完善管理机制，强化保障

6、功能。要围绕电网安全、优质、经济运行，以“三个提高”、“两个规范”为手段，建设“三个重点区域”，为建设“一强三优”现代公司，促进电力工业持续、快速、协调发展做出贡献。2)“三个改进”是提高调度队伍的素质，提高自动化水平和智能化水平；“两个规范”是规范电网调度的技术路线和方式，规范电网调度(交易)机构的设置；“三个重点领域”是确保特高压交流/DC混合系统安全稳定运行，构建三级电力市场体系，构建电网安全动态监测预警系统。3)电网动态安全监控预警系统建设。能量管理(EMS)、离线计算和广域相量测量系统集成，实现在线安全分析和安全预警，提前在国家电力调度通信中心组织实施，逐步延伸到电网省级调度，提高互

7、联电网的安全稳定水平，有效防范电网事故，构建电网安全防御体系。4)根据统一规划和部署，各省级公司应在330千伏及以上的主网和网内主要电厂部署相量测量单元，实现国家、地区和省级广域相量测量系统的联网，提高电网的动态测量水平。技术背景：国家电网公司非常重视配电管理单元。第二节：同步相量测量装置的基础，广域测量系统的组成，1)相量测量单元用于同步相量测量和输出以及动态记录。PMU的核心特征包括基于标准时钟信号的同步相量测量、标准时钟信号的失准时、PMU与主站之间的实时通信以及遵守相关通信协议。2)数据集中器(DC)是用于在站端接收和转发数据的通信设备。它可以同时接收多个通道的测量数据，并将测量数据实

8、时转发到多个通道。3)变电站是安装在同一发电厂或变电站中的相量测量装置和数据集中器的集合。变电站可以是单个相量测量设备或多个相量测量设备和数据集中器。变电站可以同时向多个主站传输测量数据。主站安装在电力系统调度中心，是接收、管理、存储、分析、报警、决策和转发动态数据的计算机系统。5)基于同步相量测量和现代通信技术的实时电力系统动态监测系统，它在很大范围内监测和分析电力系统的动态过程。广域测量系统的组成、PMU、PMU、PMU、子站/数据集中器、主站(分析中心站)、主站、PMU安装点：大型电厂、联络线引入点、重要负荷连接点等。动态监测系统、电力系统实时动态监测系统架构图、广域监测分析保护控制(W

9、AMAP)、WAMAP数据平台、市场、EMS、保护、其他、PMU、PMU、PMU、数据通信、第三节同步B相，设备应能接受多个主站的呼叫命令，并能传输部分或全部测量通道的实时监测数据。c、装置实时监测数据的输出速率应可调，电网正常运行时应有多种可选输出速率，但最小输出速率不应小于1次/秒。在电网故障或特定事件期间，设备应能够根据最高或设定的记录速率输出数据。d .装置实时监测数据的输出延迟(相量时标与数据输出时间的时间差)不超过30毫秒。1。实时监控功能，以及PMU的主要功能。答：该装置应能实时记录所有测量通道的相量数据。b、设备实时数据记录的最高速率应不低于100次/秒，并有多个可选的记录速率

10、。c、设备实时记录数据保存时间应不少于14天。d、当电力系统超出频率极限、频率变化率极限、相电压极限、正序电压极限、相电流极限、正序电流极限、线路低频振荡、相角差极限等事件时，装置应能建立事件识别，以方便用户在事件期间获得实时记录数据。e .当装置监测到继电保护或/和安全自动装置的跳闸输出信号(空接点)或收到手动记录命令时，应建立事件标识，以方便用户获得相应时间段的实时记录数据。f、当同步时钟信号丢失、异常且同步时钟信号恢复正常时，设备应建立事件标识。实时记录功能、PMU的主要功能、PMU的重要性、PMU装置对电网安全监测具有重要意义，PMU是WAMS/WAMAP系统的基础，PMU可以为电网安

11、全提供丰富的数据源，为正常运行提供实时监测数据，在小扰动下进行离线数据记录，在大扰动下进行录波数据记录。1)快速故障分析在PMU系统实施前，由于不同区域的时间尺度问题，很难快速找到故障点并分析事故原因，这需要大量的人力物力。PMU实时记录的准确时标波形数据为事故分析提供了有力保障。同时，通过其实时信息，可以实现对电网中各种故障和复杂故障的起源和发展过程的在线判断，并协助调度员处理故障；给出大量报警的根本原因，实现智能报警。2)捕捉电网的低频振荡，这是PMU装置的一个重要功能。通过对传统SCADA系统低频振荡的分析，由于数据通信的刷新率是秒，所以不能可靠地判断系统的振荡。基于PMU的高速实时通信

12、(高达每秒100HZ的数据)可以快速获取系统运行信息。利用PMU，3)实时测量发电机功角信息，即发电机转子电势与定子端电压或电网参考点母线电压的正序相量之间的角度，是表征电力系统安全稳定运行的重要状态变量之一，也是电网扰动、振荡和不稳定轨迹的重要记录数据。4)发电机组动态特性和安全裕度分析。通过PMU装置高速采集发电机组的励磁电压、励磁电流、阀门开度信号、AGC控制信号和PSS控制信号，可以分析起动发电机组的动态调频特性，分析发电机的安全裕度，为分析发电机的动态过程提供依据。监视发电机的运行情况，如相位提前、欠励磁和过励磁，出现异常时报警。绘制发电机运行极限图，根据实时测量数据确定发电机运行点

13、，实时计算发电机运行裕度，出现异常运行时报警。使用PMU，1。同步相量测量(1)测量线路的三相电压、三相电流和开关值，计算得到：a相电压的同步相量Ua/Ua；b相电压同步相量ub/ub；c相电压同步相量机侧a相电压同步相量Ua/Ua；机器侧b相电压同步相量ub/ub。机侧c相电压同步相量UC/UC；机器前序电压的同步相量U1/U1；机器侧a相电流同步相量ia/ia；机侧b相电流同步相量IB/IB；机侧c相电流同步相量集成电路/集成电路；机器前序电流的同步相量i1/i1；内部电位同步相量/()；发电机功率角；开关量、PMU功能和功能，(3)同步测量励磁电流和励磁电压，分析机组励磁特性，(4)同步

14、AGC控制信号，分析AGC控制响应特性，(5)采集高精度时间信号，PMU功能应用，(2)同步相量数据传输装置根据通信协议向主站传输同步相量数据，传输通道视实际情况而定，如2M10m本地数据管理和显示，(1)装置参数的本地设置；(2)设备的测量数据可以在计算机界面上显示，并应用PMU功能；(4)干扰数据记录；(1)瞬态录波功能。用于记录瞬时样本的数据输出格式符合美国国家标准协会/美国电气和电子工程师协会个人计算机37.111-1991(商品贸易)的要求；(2)能够发送和接收全局启动命令，以记录特定的系统扰动数据；(3)定值和故障数据可通过IEC60870-5-103或FTP与主站交换；5。带有本

15、地监控系统的数据交换装置为与励磁系统、自动发电控制系统和电厂监控系统的数据交换提供了通信接口。6.数据存储器存储瞬态记录数据；存储实时同步相量数据。PMU功能应用、时钟模块、交流电流和电压、以太网输出、主中央处理器数字信号处理器、车载时钟外部全球定位系统内部全球定位系统电缆1PPS光纤1PPS、开关信号、显示键盘、PMU测量硬件、发电机轴信号、4-20 mA信号、PMU硬件结构框图、全球定位系统接收模块、同步信号发生器、微处理器、通信模块、模数转换器、电压和电流互感器、低通滤波器、交流输入、频率跟踪器、存储单元、PMU技术原理，设备的输入信号包括：)输入线电压和线)开关信号输入；)发电机轴位置脉冲的输入可以是相位识别信号或速度信号；4-20mA励磁、自动增益控制等控制信号。)全球定位系统标准时间信号；该装置的输出信号包括：1)中央信号的报警信号输出；10/100米以太网和RS232通信接口(使用IEEE std 1344通信标准)；)4-20mA输出用于控制；PMU主信号、PMU测量软件、模拟量采集、开关量采集、4-20mA采集、发电机内部电位采集、全球定位系统信号处理、相量计算和转换、扰动记录、通信模块、控制输出、全球定位系统定时信号处理模块；)模拟信号采集和处理模块；)开关信号采集和处理模块；)发电机内部电位信号采集和处理模块；)数据转换模块(如将三相电