电力系统同步相量测量技术及应用研究

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1、山东大学硕士学位论文摘要随着我国经济的飞速发展，国内电网的规模也在日益增大。这对电网的稳定运行也提出了新的要求。基于GPS技术的广域相量测量是近年来发展的一项新技术，被称为电力系统三项前沿课题之一。电力系统中的发电机功角和母线电压相量是系统运行的主要状态变量，也是判断系统运行是否稳定的依据，因此必须对其进行精确监测。利用基于GPS的同步相量测量技术实现对系统中各关键点的电压、电流相量进行精确啦测，就能够实时地观测整个电网运行状态，从而为研究分析大系统的动态特性、系统的经济调度和电网安全稳定运行与控制，提供有力的手段。电力系统相量测量就是

2、在高精度的时钟同步下，在电网的各枢纽点测量电压和电流的相量，并传送到中心站和相应的装置中供实时监测、保护和控制之用。它是近年来得到迅速发展的一项新技术，推动这一技术的主要动因是全球定位卫星系统(GlobalPositioningSystem，GPS)同步授时的应用。GPS传递的时间能全球范围内保持高精度同步，最低精度可达1№，这为电力系统提供了高精度时间基准，使电力系统同步相量测量成为可能。本文首先概述了国内外相量测量的研究状况，然后介绍了GPS授时原理，在此基础上提出了基于GPS的同步采样的设计思想和硬件构成，并用实验验证了采样脉冲的

3、同步性。文中对可用于相量测量的非递归DFT算法和递归DFT算法分别进行了详细讨论，并对各自特点进行比较，在递归DFT算法的基础上，导出一种新的频率计算方法，可以准确、灵敏地反映系统频率变化。文中给出了以DSP为核心，以工控机为框架的同步相量测量装置实现方案，并用DSP程序完成了数据采集、GPS时间信息读取和相量计算功能。文中对相量测量的实验结果进行了分析，并讨论了系统频率变化对付氏变换算法产生的影响。同时，本文对同步相量测量在电力系统状态监测中的应用做了初步研究，并简单介绍了PMU的产生给暂态稳定分析及双端故障测距方法带来的新思路。【关

4、键词】GPS同步相量测量DFT算法功角监测第ⅡI页山东大学硕士学位论文AbstractWiththefastdevelopmentofnationaleconomy，thepowersystemscaleisincreasingdailywhichproposesanewrequirementtosystemstability。Globalpositioningsystem(GPS)basedsynchronizedphasormeasurementisanewtechniquedevelopedinrecentyearswhichis

5、calledoneofthreefrontsubjectsinpowersystems．Thepoweranglesandvoltagephasorsofkeybusesareveryimportantstatevariablesforpowersystemstability，sotheymustbemonitoredaccurately．Wecarlwatchtheentiresystemstateinreal—timebymonitotingphasorsofvoltageandcurrentofallkeysubstations．

6、Thisprovidesapowerfultechniquesupporttoanalyzedynamiccharacteristic，dispatcheconomically，operatestablyandcontrolpowersystem．Themeaningofsynchronizedphasormeasurementistomeasurestatevariablesofsomesubstationssynchronouslybyhighprecisionclock，andtotransmitresultstomain—sta

7、tionusedforteal一timemonitoring，relayandcontr01．ThenewtechniqueispromotedbyGPSthatcankeeptimeinthewholeglobalregionssynchronousaccurately．ThebiggesterrorofGPSisnotmorethan1uswhichprovidestimelabeltopowersystem．WecansaythatsynchronizedphasormeasurementcanberealizedrelyonGP

8、S．Thisthesissummarizestheresearchsituationofphasormeasurementinhomeandabroadfirstly，andthenintroducesth