同步相量测量装置PMU构成及原理讲座学习教案

1、会计学1同步相量测量装置同步相量测量装置PMU构成构成(guchng)及及原理讲座原理讲座第一页，共93页。2第1页/共92页第二页，共93页。3内容内容(nirng)介绍介绍PMUPMU国内外概况国内外概况PMUPMU主要功能主要功能PMUPMU工作原理工作原理PMUPMU关键技术关键技术PMUPMU应用介绍应用介绍PMUPMU测试介绍测试介绍问题问题(wnt)(wnt)讨论讨论第2页/共92页第三页，共93页。4PMUPMU国内外概况国内外概况(gikung)(gikung)第3页/共92页第四页，共93页。5国内外概况国内外概况(gikung)应用背景应用背景1 1： 经济及电力发展的需

2、求经济及电力发展的需求 1) 1) 全球经济一体化；能源分布和经济发展的不平衡全球经济一体化；能源分布和经济发展的不平衡; ;电网电网 互联运行的巨大效益互联运行的巨大效益使大电网互联、跨国联网输电使大电网互联、跨国联网输电 的趋势不断发展。的趋势不断发展。 2) 2) 电网互联产生电网稳定运行问题日益突出电网互联产生电网稳定运行问题日益突出, ,提出构建提出构建 WAMS WAMS系统（系统（Wide Area Measurement SystemWide Area Measurement System） 目前国内大多数将其作为除保护安控装置外的第三道目前国内大多数将其作为除保护安控装置外的

3、第三道 防线防线; ; 3) 3) 系统稳定按性质系统稳定按性质(xngzh)(xngzh)可分为三种：功角稳定、电压稳可分为三种：功角稳定、电压稳定和频定和频 率稳定。本系统可为功角稳定提供最直接的原始数据。率稳定。本系统可为功角稳定提供最直接的原始数据。第4页/共92页第五页，共93页。6应用背景2：美国等西方国家的大停电 1)由于没有有效的监视手段,导致(dozh)了美国大停电 2)我国电网规模越来越大,需应对措施应用背景3：世界技术的发展使得该项目成为可能 1）高速计算机及数据管理 计算机计算速度大幅度提高,商用数据库越来越成熟. 2）高精度GPS 微秒级误差 3）高速广域通信技术 1

4、00M以上以太网 4）稳定成熟的应用算法 如EEAC算法已经成功应用于发达国家的电力系统稳定预警.国内外概况国内外概况(gikung)第5页/共92页第六页，共93页。7国内外概况国内外概况(gikung)第6页/共92页第七页，共93页。81）高速计算机及数据管理： （1）单一计算机的计算速度大幅度提高 （2）并行计算技术 （3）数据库管理技术（PI数据库） （4）1G网络传输 （5）海量存储器2）高精度GPS （1）GPS模块本身的时间精度达到 （2）各个厂商的守时(shu sh)技术达到50us/2-10小时第7页/共92页第八页，共93页。93）成熟的PMU技术 （1）各个厂商的PMU

5、已经在变电站电厂广 泛使用，并在内电势测量技术方面取得 很好的进展 （2）国内的PMU性能优于国外的PMU4）高速广域通信技术 100M1000M数据网建设(jinsh)成为电力公司通信 的建设(jinsh)目标第8页/共92页第九页，共93页。105）稳定(wndng)成熟的主站系统 （1）WAMS单一系统的动态监视 （2）基于WAMS、保护系统、SCADA的（动稳暂态）三态数据整合及故障分析（华东） （3）基于EEAC（南瑞薛禹胜）算法的在线预防决策及控制。通过计算获得系统惯性中心（虚拟）的参考相量，从而可计算出任何点对系统惯性中心的功角，从而判断功角稳定(wndng)并实施在线切机切负荷

6、（江苏WAMAP）第9页/共92页第十页，共93页。116）也有设想利用(lyng)WAMS技术来构建广域保护系统 （如：美国西部电网继电保护委员会提出）第10页/共92页第十一页，共93页。12Rochestor （TR-2000）Macrodyne （1690）SEL （SEL-421）Arbiter Systems （1133A）ABB （RES521）电科院 （ADX3000PAC-2000）四方(sfng) （CSS-200）南瑞 （SMU-1）国内外概况国内外概况(gikung)第11页/共92页第十二页，共93页。13p 功能实现方式p 相量测量+故障录波（多）p相量测量+电能(

7、dinnng)质量（多）p 相量测量+继电保护（多)p 相量测量+RTU （少）p 硬件设计方式p 嵌入式采集（可靠性高）（多）p 计算机插板（可靠性受制于计算机及WIN软件）（少）p 通信实现方式p RS232 (少）p 10/100M以太网（多）国内外概况国内外概况(gikung)第12页/共92页第十三页，共93页。14国外 国内开关分辨率 模拟精度 0.1% 0.1%A/D位数 16 16采样点/周 384 200对时 GPS/1us GPS/1us通信 10M*1 10/100M*3功能 非单一 单一 相量刷新(shu xn)速度 25/S 100/S多线路测量 1-2线路/单元 8

8、条线路/单元发电机键相测量 无 有国内外概况国内外概况(gikung)第13页/共92页第十四页，共93页。151、IEEE std 1344 （1995）2、EPRI：3、电力系统实时动态监测系统技术规范(送审中）4、行业检测(jin c)标准（制定中）国内外概况国内外概况(gikung)第14页/共92页第十五页，共93页。16PMUPMU主要主要(zhyo)(zhyo)功能功能第15页/共92页第十六页，共93页。171、同步相量测量 (1)测量变电站每条线路三相电压、三相电流、开关量，通过(tnggu)计算获得：A相电压(diny)同步相量Ua/ua；B相电压(diny)同步相量Ub/

9、ub ；C相电压(diny)同步相量Uc/uc ；正序电压(diny)同步相量U1/u1 ；A相电流同步相量Ia/ia ；B相电流同步相量Ib/ib ；C相电流同步相量Ic/ic ；正序电流同步相量I1/i1 ；开关量第16页/共92页第十七页，共93页。18 (2)测量发电机机端三相电压、三相电流、开关量、 转轴键相信号，通过计算可获得(hud)以下数据：机端A相电压同步相量Ua/ua ；机端B相电压同步相量Ub/ub ；机端C相电压同步相量Uc/uc ；机端正(dunzhng)序电压同步相量U1/u1；机端A相电流同步相量Ia/ia ；机端B相电流同步相量Ib/ib ；机端C相电流同步相量

10、Ic/ic ；机端正(dunzhng)序电流同步相量I1/i1；内电势同步相量/()；发电机功角；开关量第17页/共92页第十八页，共93页。19 (3)同步测量(cling)励磁电流砺磁电压，用于分析机组的砺磁特性 (4)同步AGC控制信号，用于分析AGC控制响应特性 (5)获取高精度的时间信号第18页/共92页第十九页，共93页。20 2、判别并获取事件标识 1）下列情况建立事件标识： a）频率越限； b) 频率变化率越限； c) 幅值越上限(shngxin)，包括正序电压、正序电流、负 序电压、负序电流、零序电压、零序电流、 相电压、相电流越上限(shngxin)等； d) 幅值越下限，

11、包括正序电压、相电压越下限 等； e) 线性组合，包括线路功率振荡等； f) 相角差，即发电机功角越限。第19页/共92页第二十页，共93页。212）当装置监测到继电保护或/和安全自动装置跳闸 输出信号（空接点）或接到手动记录命令时应建 立事件标识，以方便用户获取对应时段的动态数 据。3）当同步时钟信号丢失、异常(ychng)以及同步时钟信号恢 复正常时，装置应建立事件标识。第20页/共92页第二十一页，共93页。223、广域启动或扰动启动录波(1)具备暂态录波功能。用于记录瞬时采样的数据的输出格式符合（COMTRADE）的要求；(2)具有全域启动命令的发送和接收(jishu)，以记录特定的系

12、统扰动数据；(3)可以以IEC60870-5-103或FTP的方式和主站交换定值及故障数据；4、就地数据管理及显示(1)装置(zhungzh)的参数当地整定；(2)装置(zhungzh)的测量数据可以在计算机界面上显示出来第21页/共92页第二十二页，共93页。235、同步相量数据传输 装置根据通信规约将同步相量数据传输到主站， 传输的通道根据实际情况(qngkung)而定，如：2M10M 100M64KModem等，传输通信链路一般采用 TCP/IP。6、与当地监控系统(xtng)交换数据装置提供通信接口用于和励磁系统(xtng)、AGC系统(xtng)、 电厂监控系统(xtng)等进行数据

13、交换。7、数据存储(cn ch)存储(cn ch)暂态录波数据；存储(cn ch)实时同步相量数据（14天） 2.4G/(1天，48路）第22页/共92页第二十三页，共93页。24同步相量及计算PMU测量硬件PMU测量软件PMU构成单元及配置(pizh)PMU安装及通信模式PMUPMU工作工作(gngzu)(gngzu)原理原理第23页/共92页第二十四页，共93页。25构造一个构造一个(y )复函数复函数)j(e2)( tItA对对A(t)取实部取实部i(t)tItA ) cos(2)(Re 对于任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应对于任意一个正弦时间函数都有唯一与其对应(duyng)的复数

14、函数的复数函数) sin(2j) cos(2tItI 无物理无物理(wl)意义意义是一个正弦量是一个正弦量 有物理意义有物理意义同步相量及计算1、正弦函数与复函数、正弦函数与复函数第24页/共92页第二十五页，共93页。26) j(2)( ) (c2tIetAtosIi tteIItA jj2ee2)(j 复常复常数数 ,jj为旋转相量为旋转因子为相量其中tte IeI2、向量、向量(xingling)相量矢量旋转矢量旋转相量相量矢量旋转矢量旋转相量=2fI相量为唯一矢量，随着时间变化，相量以的速度旋转，形成(xngchng)旋转相量，但从nT0的时间点看，相量一直不变第25页/共92页第二十

15、六页，共93页。27U00U1、如果以0为参考旋转矢量，则当 0时，U旋转相量等于(dngy)静止不动2、但此方法定义的绝对相量违背同步相量的定义3、当不等于(dngy) 0时，U相量仍然旋转第26页/共92页第二十七页，共93页。28 ) cos(2)(IItIti ) cos(2)(UUtUtu相量的模表示正弦相量的模表示正弦(zhngxin)量的量的有效值有效值相量的幅角表示正弦相量的幅角表示正弦(zhngxin)量量的初相位的初相位同样可以同样可以(ky)建立正弦电压电流与相量的对应关系：建立正弦电压电流与相量的对应关系：对应的相量为正弦量称i(t) II ) cos(2)(IItIt

16、i3、相量的意义、相量的意义(yy)及及U/I相量相量第27页/共92页第二十八页，共93页。291PPSt1、以1PPS为时间参考点（0）2、以 t= n*T0 为相量观察点(T0=10/20/30/40/50ms)3、角度采样数据(shj)窗第一点nT0的角度nT0，nT0+T0)4、每一观察点的相量称为同步相量4、同步、同步(tngb)相量定义相量定义第28页/共92页第二十九页，共93页。30Vmt = 0(1 PPS)Vmt = 0(1 PPS)signalx(t) 0度 -90度第29页/共92页第三十页，共93页。31第30页/共92页第三十一页，共93页。32AAPPS1t5、

17、PMU与其他装置的测量与其他装置的测量(cling)不同不同uumUmtfCOSUU/)*2(*2*iimUmtfCOSII/)*2(*2*iummIURTU、 iummIURELAY、 tIUiuFRmm、 tIUiuPMUiumm、 第31页/共92页第三十二页，共93页。33tf *2 *2dt*dfd 2)0(*2*2dtd 2ffdf6、同步相量角度、同步相量角度(jiod)与与 t / f 的关系的关系第32页/共92页第三十三页，共93页。34fnn2/)2()( t0m000000)(222)(2 TnfkfnfkTtkTfmsU为最大值的时间(shjin)点为 tm(n)，（

18、n=,-2,-1,0,1,2,3,4,5,）/)*2(*2*AtfCOSAUtf *2 当观察点为kT0时，根据同步相量定义(dngy)计算出同步相量为: 7、不同、不同(b tn)观察点的同步相量角度观察点的同步相量角度第33页/共92页第三十四页，共93页。35knknknknknknknkn0+0/801+0/812+0/823+0/834+0/845+0/856+0/867+0/870+1/801+1/812+1/823+1/834+1/845+1/856+1/867+1/870+2/801+2/812+2/823+2/834+2/845+2/856+2/867+2/870+3/801

19、+3/812+3/823+3/834+3/845+3/856+3/867+3/870+4/801+4/812+4/823+4/834+4/845+4/856+4/867+4/870+5/801+5/812+5/823+5/834+5/845+5/856+5/867+5/870+6/801+6/812+6/823+6/834+6/845+6/856+6/867+6/870+7/801+7/812+7/823+7/834+7/845+7/856+7/867+7/87第34页/共92页第三十五页，共93页。361）假设(jish) ，则 在任何时刻永久不变 0 s0 ff 第35页/共92页第三十六

20、页，共93页。372）观察点为3周波(zhub)点(60ms)0 0 0 0 0 0 0 0 0 观察点Kn同步相量同步相量f=f000013126239341245155618672170001*)3(2 Tff0002*)3(2 Tff0003*)3(2 Tff0004*)3(2 Tff0006*)3(2 Tff0007*)3(2 Tff0005*)3(2 Tff第36页/共92页第三十七页，共93页。383）观察点为2周波(zhub)点(40ms)0 0 0 0 0 0 0 0 0 观察点Kn同步相量同步相量f=f00001212423634845105612671470001*)2(2

21、 Tff0002*)2(2 Tff0003*)2(2 Tff0004*)2(2 Tff0005*)2(2 Tff0006*)2(2 Tff0007*)2(2 Tff第37页/共92页第三十八页，共93页。394）观察点为整周波(zhub)点(20ms)0 0001*)(2 Tff0002*)(2 Tff0003*)(2 Tff0004*)(2 Tff0005*)(2 Tff0006*)(2 Tff0007*)(2 Tff0 0 0 0 0 0 0 0 观察点kn同步相量同步相量f=f0000111222333444555666777第38页/共92页第三十九页，共93页。405）观察点为 0.

22、5*整周波(zhub)点(10ms)0 0 0000 )01 ( Tff0 0001*)(2 Tff0000 )23( Tff0002*)(2 Tff0000 )45( Tff0003*)(2 Tff0000 )67( Tff观察点kn同步相量同步相量f=f000/2011/2022/2133/2144/2255/2266/2377/230 0 0 0 0 0 第39页/共92页第四十页，共93页。416）观察点为 1/4整周波(zhub)点(5ms)0 观察点Kn同步相量同步相量f=f000/4011/4022/4033/4044/4155/4166/4177/4100002/ )01 (

23、2/ Tff0000 )02(2/ Tff00002/- )03 ( 2/ Tff00002/ )45(2/ Tff0000 )46(2/ Tff0000 )44(2/ Tff00002/- )47 ( 2/ Tff02/00 02/- 0 02/002/- 第40页/共92页第四十一页，共93页。42DFTDFTDFT 50 Hz数数据据计计算算f df/dt暂态检测暂态检测(jin c)正序正序触发触发(chf)标志标志实实时时输输出出GPS Time ReceiverPowerSystemUa/Ub/UcIa/Ib/Ic输入输入(shr)同步采样同步采样计算计算判别及记录判别及记录数据输

24、出数据输出8、相量测量及计算、相量测量及计算Pulse第41页/共92页第四十二页，共93页。4310*/*2*cos)(NiiNnifAn10*/*2*sin)(NiiNnifBn11*sin*cos*)(nntnBntnAnty1/1 AarctgB角度22111/1BAIU基波UI计算计算(j sun)第42页/共92页第四十三页，共93页。44内电势内电势(dinsh)计算计算发电机直轴电流(dinli)：发电机交轴电流(dinli)：发电机功角：)*)(cos*()sin*(dqdqqIXXIXjIXU)sin(* IId)cos(* IId)sin*/()cos*(IXUIXarc

25、tgqq直接测量：U、I、已知参数：Xq、Xd先计算 ：、第43页/共92页第四十四页，共93页。45内电势角度内电势角度(jiod)直直接测量接测量= = 空载(kn zi)初相角初相角(xin jio)21(*211ttfpuu实时相角实时相角第44页/共92页第四十五页，共93页。469、测量误差计算、测量误差计算(j sun)Total Vector Error第45页/共92页第四十六页，共93页。47GPSGPS-1.10PMU-1.10PMUt /1t /221)(d两点之间的功角计算(j sun)10、功角计算、功角计算(j sun)第46页/共92页第四十七页，共93页。48

26、GPS-1.10PMUt /101指定(zhdng)或计算的参考点对参考点的功角计算(j sun)t /0第47页/共92页第四十八页，共93页。49时时钟钟模模块块交流交流(jioli)(jioli)电电流电压流电压以太网输出以太网输出(shch)(shch) 主主CPUCPU DSPDSP板上时钟板上时钟外部外部GPSGPS内部内部(nib(nib)GPS)GPS电缆电缆1PPS1PPS光纤光纤1PPS1PPS开关量信号开关量信号显示键盘显示键盘PMU测量硬件发电机转轴信号发电机转轴信号4-20 mA 4-20 mA 信号信号第48页/共92页第四十九页，共93页。50装置的输入信号有：）

27、线路电压、线路电流(dinli)信号的输入（监控CT)；）开关量信号的输入；）发电机轴位置脉冲的输入，可以是鉴相信号或转速信号；）用于励磁、AGC等的4-20mA控制信号；）GPS标准时间信号；装置的输出信号有：）用于中央信号的告警信号输出；）用于通信用的10/100M以太网及RS232接口（采用IEEE std 1344通信标准）；）用于控制用的4-20mA输出；第49页/共92页第五十页，共93页。51PMU测量(cling)软件模拟量采集(cij)开关(kigun)量采集4-20mA采集发电机内电势采集GPS信号处理相量计算及转换扰动录波通信模块控制输出第50页/共92页第五十一页，共9

28、3页。52）GPS授时信号(xnho)处理模块；）模拟量信号(xnho)采集处理模块；）开关量信号(xnho)采集处理模块；）发电机内电势信号(xnho)采集处理模块；）数据转换模块（如：将三相电压转换成正序量传送）；）通信模块；）扰动录波模块；）控制输出模块（输出4-20mA控制信号(xnho)）；第51页/共92页第五十二页，共93页。53PMU-P1344相量相量103定值定值PMU-CS主站主站FTP故障故障(gzhng)文件文件PMU-MPMU-GPMU-GPMU-GPMU构成单元(dnyun)及配置1、系统结构、系统结构第52页/共92页第五十三页，共93页。54GPSGPS授时守

29、时单元授时守时单元 PMU-GPS PMU-GPS线路测量线路测量(cling)(cling)装置装置 PMU-M PMU-M发电机测量发电机测量(cling)(cling)装置装置 PMU-G PMU-G通信管理单元通信管理单元 PMU-CS PMU-CS就地分析子站就地分析子站 PMU-P PMU-P2、单元、单元(dnyun)组成组成第53页/共92页第五十四页，共93页。55时时间间控控制制( (k k n ng gz zh h ) )单单元元GPSGPS模块模块(m (m kui)kui)守守时时(s(shhu u shsh)模模块块光纤信号光纤信号天天线线时时间间分分配配单单元元串

30、行口信号串行口信号1、天线的长度可为30501001km2、输出接口不够时可通过输入信号进行级联输入信号输入信号3、PMU-GPS第54页/共92页第五十五页，共93页。56线线路路测测量量( (c c l li i n ng g) )装装置置1 1M MPTPTCTCT状状态态( (z zh hu u n ng gt t i i) )接接点点GPSGPS同同步步( (t t n ng gb b ) )相相量量实实时时数数据据SCADASCADA/WAMS/WAMS1、n*6 模拟量（n=线路）2、n*16 开关量（n=线路）4、PMU-M第55页/共92页第五十六页，共93页。57发发电电机

31、机测测量量( (c c l li i n ng g) )1 1G G机端电压电流机端电压电流(dinli)(dinli)轴脉冲轴脉冲(michng)(michng)(鉴相鉴相/ /转速转速) )状态接点状态接点GPSGPS电压电流同步相量电压电流同步相量SCADASCADA/WAMS/WAMS发电机功角发电机功角内电势内电势同步相量同步相量实时实时UIPQUIPQ数据数据1、6路模拟量（1条线路）2、4路420mA输入3、1路键相脉冲4、1路转速脉冲5、PMU-G第56页/共92页第五十七页，共93页。58嵌入式嵌入式CPUCPU国调信息国调信息(xnx)(xnx)网调信息网调信息(xnx)(

32、xnx)省调信息省调信息(xnx)(xnx)就地监控系统信就地监控系统信息息中央告警信号中央告警信号以太网接口以太网接口44FlashFlash存储存储OSOS（LinuxLinuxQNXQNX）告警控制告警控制6、PMU-CS第57页/共92页第五十八页，共93页。59以太网以太网计算机计算机OSOS200G200G存储存储(cn ch)(cn ch)参数设置参数设置画面画面(humin)(humin)显显示示告警告警(gojng)(gojng)音音响响7、PMU-P第58页/共92页第五十九页，共93页。60。SMU-1MSMU-1G1CSGPSSMU-1P主站主站1PPS10KHzRS2

33、32TX/RX变电站发电厂测量(cling)（组屏）PMU安装及通信(tng xn)模式第59页/共92页第六十页，共93页。61500KV间隔间隔(jin g)PMU-M主站主站变电站测量（按间隔(jin g)分散）220KV间隔间隔(jin g)110KV间隔间隔远动远动机房机房PMU-CS第60页/共92页第六十一页，共93页。62PMU-M主站主站发电厂测量(cling)（分散安装）PMU-G 远动远动机机(dngj)房房PMU-CSPMU-G PMU-G PMU-G 第61页/共92页第六十二页，共93页。63测量精度测量精度:0.1%:0.1%，授时授时/ /守时精度守时精度:5u

34、s:5us、55us/255us/2小时小时(xiosh)(xiosh)发电机内电势相角测量发电机内电势相角测量PMUPMU关键技术关键技术第62页/共92页第六十三页，共93页。64频率精度：，需解决问题：频率精度：，需解决问题：1）高精度计数源）高精度计数源2）软件频率计算）软件频率计算(j sun)平滑平滑1. 1.测量精度测量精度(jn d)(jn d)问题：，问题：，模拟模拟(mn)精度：精度：0.1%，需解决问题：，需解决问题：1）高精度测量：电流范围：）高精度测量：电流范围：0-3In，16位位A/D，分辨率，分辨率 1V/65536=15uV，需要较好的电磁兼，需要较好的电磁兼

35、容性设计容性设计2）高速计算，多次迭代：双）高速计算，多次迭代：双CPU快速采快速采样样, FFT计算计算 ，每周波，每周波200点，点， 1-99次谐波次谐波第63页/共92页第六十四页，共93页。65授时授时(shush)(shush)精精度考虑：度考虑：GPSGPS模块精度误差模块精度误差(100ns)(100ns)1PPS1PPS上升沿误差上升沿误差(100ns)(100ns)CPUCPU采样时间响应误差采样时间响应误差(1us(1us左右左右) )光纤传输光纤传输(chun sh)(chun sh)延迟误差延迟误差(5us/1km)(5us/1km)(可可校）校）2. 2.授时授时(

36、shush)/(shush)/守时精度守时精度:5us:5us、55us/255us/2小小时时%/06. 0)360*20000/1 (*1000000*%)*300000/(1 (kususkKmKm每公里沿迟角度当当k%=40%k%=40%时，沿迟度时，沿迟度第64页/共92页第六十五页，共93页。66守时精度守时精度(jn (jn d)d)考虑：考虑：GPSGPS传导微波信号，易受到干扰传导微波信号，易受到干扰GPSGPS受到干扰时时间精度无参考价值受到干扰时时间精度无参考价值 以上是目前以上是目前(mqin)GPS(mqin)GPS时间不准时间不准的主要原因的主要原因采用高稳定度晶振

37、实现守时采用高稳定度晶振实现守时采用原子钟技术实现守时（采用原子钟技术实现守时（9us/9us/天天）第65页/共92页第六十六页，共93页。67目前采用目前采用(ciyng)(ciyng)（10e-910e-9）的的XTALXTAL实现实现55us/255us/2小时小时第66页/共92页第六十七页，共93页。68未来采用未来采用Atomic Clock ChipAtomic Clock Chip（10e-1010e-10以上以上(yshng)(yshng)）实现）实现 9us/24 9us/24小时小时第67页/共92页第六十八页，共93页。693. 3.发电机内电势相角发电机内电势相角(

38、xin (xin jio)jio)测量测量发电机内电势数值计算发电机内电势数值计算发电机内电势初相角自动测定发电机内电势初相角自动测定利用键相信号测量利用键相信号测量(cling)(cling)发电机功角的工程化发电机功角的工程化实施实施第68页/共92页第六十九页，共93页。70现场配置通信安全及开放性广域网接入机组信号接入GPS天线安装当地数据接口当地数据分析通信规约(guyu)远程/现场维护PMUPMU应用应用(yngyng)(yngyng)介绍介绍第69页/共92页第七十页，共93页。71PMU-MPMU_CS省调网调当地(dngd)国调PMU-GPS变电站测量(cling)系统配置现

39、场(xinchng)配置第70页/共92页第七十一页，共93页。72转轴(zhunzhu)探头前置(qin zh)放大机端电流(dinli)电压PMU-GGPSLAN发电机测量配置磁阻式：键相电容式：振动光电式：转速第71页/共92页第七十二页，共93页。73号机PMU-G号机PMU-G升压(shn y)站线路PMU-M通信(tng xn)PMU-CS省调网调当地(dngd)国调GPS发电厂测量系统配置第72页/共92页第七十三页，共93页。74通信安全及开放性 采用标准的通信规约 不同主站的传输数据可方便地设置和选择，满足不同主站的要求 与主站的通信采用非Windows系统防止病毒/黑客的攻

40、击。 通信数据进行(jnxng)CRC校验（TCP/IP校验其他CRC）第73页/共92页第七十四页，共93页。75PMU-CSM以太网转M口光电转换(zhunhun)光电转换(zhunhun)远动通信(tng xn)接入主站接口转换PMU和通信机房通信接入广域网考虑2M10M100M接入方式 考虑传输数据的容量 考虑IP地址的分配，一般一个站需要一个IP地址广域网接入第74页/共92页第七十五页，共93页。76 配置键相信号传感器（如无） 是否接入砺磁电压电流(dinli) 是否接入AGC 420毫安信号 是否独立接入GPS（根据光纤的长度）机组(jz)信号接入第75页/共92页第七十六页，

41、共93页。77 天线与Receiver模块的ST接头必须紧固 如天线超过50米一般增加放大器 天线在布设(b sh)过程中不能折弯 天线蘑菇头必须在四周较为空旷的地方，至少有一个方向无任何遮挡物 GPS接收的是微波信号 微波信号遇到灰尘/云层容易衰减（电厂差） 接收信号断续会导致GPS失步，失步的GPS时间无参考价值GPS天线(tinxin)安装第76页/共92页第七十七页，共93页。78电厂当地数据(shj)接口PMUDCSEthernet/RS232PMUSCADAEthernet/RS232变电站第77页/共92页第七十八页，共93页。79（一）数据监视功能1、数据采集与处理1）实时采集

42、变电站发电厂各线路的电流、电压、开关量等，并 通过计算得到UIPQ及功率因素值。 2）实时采集发电厂机端电压、机端电流、鉴相信号，并通过计算 得到UIPQ、功率因素值、发电机功角。 3）遥测越限告警 4）开关量变位告警 5）数据分类统计(tngj)、存储 6）产生积分电量 7）统计(tngj)开关的变位次数。 2、人机界面功能 1）一次接线图显示。 2）设备参数显示、查询。 3）模拟量的曲线趋势图。 4）可对画面进行以下操作 人工置数/人工变位/恢复通信/停止告警/恢复告警/显示数据信息当地(dngd)数据分析第78页/共92页第七十九页，共93页。803、图形编辑功能 1）通过系统提供的功能

43、强大的绘图包实现图形的在线编辑。 2）图符都可与实时数据库连接，实现图符的动态显示。 3）具有方便、灵活、丰富的图元编辑功能。4、历史数据管理 1）历史数据库数据保存 2）历史数据库进行访问 3）历史数据库进行操作5、报表(bobio)及图象打印功能 以图形的方式显示全系统的运行情况并打印。6、通信 1) 将实时和处理数据传输给DCS和远动设备。（二）发电厂电气试验对于发电厂，用户通过计算机界面完成发电机短路空载，变压器短路空载等实验功能。记录试验过程的数据，按表格分析打印所需的试验曲线。第79页/共92页第八十页，共93页。81（三）谐波监测及分析该功能为用户提供发电机机端电压、机端电流(d

44、inli)的分析工具，给出每个模拟量的基波及99次以下的谐波。（四）发变组分析 发电机分析包括差流分析、频率分析、过激磁分析、开关量变位时序分析、假同期分析、测量阻抗分析、功率及功角分析。其功能是根据获取的故障录波COMTRADE文件，画出发生故障时，对应通道的电流(dinli)、电压波形，以及相应的数值显示。（五）功角及转速表显示 根据计算，可以给出精确的发电机功角及转速值。（六）优化PSS控制 根据主站计算的相对功角数据，将之传送给PSS系统进行优化控制。第80页/共92页第八十一页，共93页。82通信规约(guyu):一个通道3个管道数据管道(gundo): 相量自动传输命令管道(gun

45、do): 命令传输离线管道(gundo): 文件传输 first transmitted last transmitted . . . MSBLSB DATA 1 FRAMESIZE SOC SYNC DATA 2 DATA N CHK firsttransmittedlasttransmittedCMDIDCODECHKSYNCSOCFRAMESIZE数据(shj)帧格式命令帧格式第81页/共92页第八十二页，共93页。83远程(yunchng)/当地维护通过广域网在主站远程维护 在线程序修改参数(cnsh)配置障诊断第82页/共92页第八十三页，共93页。84PMU日常主要问题1 主站角度不对 GPS不能对时GPS设备坏测量单元坏2 某一部分的角度不动 某一测量单元失去通信3 通信无链接 广域网设置 通道规约4 能通信不能取得离线文件 联线文件存储器坏5 连续(linx)两端的角度差距太大 PMU装置正常否? PMU校验过吗?第83页/共92页第八十四页，共93页。85PMUPMU测试测试(csh)(csh)介