电力系统实时动态监测系统基本定义和技术规范

1、电力系统实时动态监测系统基本定义和技术规范内 容 提 要基本定义基本技术要求数据通信协议相量测量标准国外：IEEE-1344 1995(R2001)，国内：电力系统实时动态监测系统技术规范2003年制定，2005年第一次修订相角的定义通信格式和方式数据存储方式PMU装置技术指标基本定义（1）相量 phasor正弦量可用相量表示, 相量的模代表正弦量的幅值, 在工程实践中相量的模有时也采用有效值；相量的幅角代表正弦量的初相角。 同步相量 synchrophasor以标准时间信号作为采样过程的基准，通过对采样数据计算而得的相量称为同步相量。电力系统交流电气量的相量之间存在着确定的相位关系。基本定义

2、（2）相量测量装置 phasor measurement unit (PMU)用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置。PMU的核心特征包括基于标准时钟信号的同步相量测量、失去标准时钟信号的守时能力、PMU与主站之间能够实时通信并遵循有关通信协议。基本定义（3）主站 main station安装在电力系统调度中心，用于接收、管理、存储、分析、告警、决策和转发动态数据的计算机系统。电力系统实时动态监测系统 real time power system dynamic monitoring system基于同步相量测量以及现代通信技术，对地域广阔的电力系统动态过程进行监测和分析的系统。同

3、步性要求装置应能利用同步时钟的秒脉冲同步装置的采样脉冲，采样脉冲的同步误差应不大于1s。为保证同步精度，应使用独立的同步时钟接收系统。同步相量测量过程中，数据采样的脉冲必须由同步时钟的秒脉冲信号锁定。电压电流测量精度 电压相量测量的相对误差要求输入电压0.1UnU0.2Un0.2UnU0.5Un0.5UnU1.2Un1.2UnU2Un幅值测量误差极限1.0%0.5%0.2%0.5%相角测量误差极限0.50.50.20.5电流相量测量的相对误差要求（测量CT）输入电流0.1InI0.2In0.2InI0.5In0.5InI1.2In幅值测量误差极限1.0%0.5%0.2%相角测量误差极限10.5

4、0.5功率测量精度功率测量误差极限要求输入电流 输入电压0.2UnU0.5Un0.5UnU1.2Un1.2UnU2.0Un0.2InI0.5In2.0%1.0%2.0%0.5InI2In1.0%0.51.0%2InI10In2.0%1.0 %2.0%注：装置测量的功率是基波正序功率或三相基波功率。 频率测量精度 测量范围：45Hz55Hz。测量误差：不大于0.01Hz, （最好为）对测量接入量的要求应能同步测量安装点的三相基波电压、三相基波电流、电压电流的基波正序相量、频率和开关量信号。安装在发电厂时宜具有测量发电机内电势和发电机功角的功能；条件具备时，能够测量发电机的励磁电压、励磁电流和转速

5、信号。对动态数据记录的要求应能连续记录所测电压电流基波正序相量、三相电压基波相量、三相电流基波相量、频率及开关状态信号；此外，安装在发电厂时宜连续记录发电机内电势。存储格式要求装置应能按照是数据报文格式存储动态数据。记录速率装置动态数据的最高记录速率应不低于100次/秒，并具有多种可选记录速率；记录速率应是实时传送速率的整数倍。保存时间装置动态数据的保存时间应不少于14天。开放系统互联(OSI)参考模型。应用层(Application layer) 通信格式表示层(Presentation layer) 会话层(Session layer) 传输层(Transport layer) TCP/I

6、P协议网络层(Network layer) 数据链路层(Data link layer) 物理层(Physical layer) 电力数据网对通道要求各站点之间通信通道宜采用电力调度数据通信网络。当系统不具备网络通信条件时，可采用专用通信通道（如通道等），通信速率不低于。主站之间的通道带宽应不低于2Mbps。对通信的要求传输方式要求装置应按时间顺序逐次、均匀、实时传送动态数据，传送的动态数据中应包含整秒时刻的数据。时延要求装置实时传送的动态数据的输出时延，即实时传送的动态数据时标与数据输出时刻之时间差，应不大于30ms。实时传送速率装置动态数据的实时传送速率应可以整定，至少应具有25、50、1

7、00次/秒的可选速率。WAMS通信帧类型配置帧 CFG1: PMU 主站配置帧 CFG2: PMU 主站数据帧: PMU 主站命令帧: PMU 主站头帧：PMU 主站配置帧CFG1由PMU产生，表明PMU可以传输的最大数据集合；PMU根据CFG1生成就地连续动态数据记录；根据主站召唤，从PMU传送到主站。格式（内容）：各相量数据的名称和转换系数，各模拟量的名称和转换系数。1个PMU只有1个CFG1.配置帧CFG2主站根据CFG1产生，下发给PMU；规定PMU实际传输的数据集合和传输速度；PMU根据CFG2生成数据帧发送给主站；可根据主站召唤，从PMU传送到主站。格式与CFG1一致。1个PMU可

8、以有多个CFG2，分别对应不同的主站数 据 帧方向：由PMU根据CFG2产生，发送到主站作用：承载实时数据内容：数据时标、数据质量、相量、频率和功率传送周期：20ms，带宽占用200500kbpsSYNFRAMSIZESOCFRACSECSTATPHASORSFREQDFREQANALOGDIGITALCHK数据帧举例I1V1I2V296/采样率4800AA0200261173664800 = 2007/3/13 10:00006000 00I1,I1P2Q2F2dF2000AP1Q1F1dF1CRC45 F4 64 20V1,V1I2,I2V2,V20000命令帧负责主站对子站的管理开始数据

9、传输、关闭数据传输、上传CFG1、上传CFG2、下传CFG2等。SOCIDCODECMDCRC168224SYNFRAMSIZEWAMS通信流程PMU主站建立管理管道读取CFG-1CFG-1CFG-2开始发送数据建立数据管道发送数据离线文件传输传输内容：传输指令事件标识离线数据通信启动方式：1) 由主站主动向子站提出建立离线数据传输管道的申请；2) 子站接受申请，建立与主站之间的离线数据传输管道。 离线数据管理工具离线数据查看工具WAMS通信命名规则格式（16Byte）：“站名4-元件名7-类型3”0LCb-辛聊1线-00P0QYb-安青1线-UAV0LSb-2#变500-U1V青岩变安青1线A相电压相量聊城变辛聊1线有功崂山变2主变500kV侧正序电压相量PMU参数