测控装置算法

南瑞继保测控装置算法技术背景根据国网公司对基础数据质量的考核要求，需要针对状态估计合格率，500kV、220kV母线的有功、无功总加平衡以及线路功率平衡的合格率进行考核。因此，这就需要针对电网运行的数据测量以及各环节上送对数据质量的影响进行分析。其中测控装置的计算原理就是其中关键的一环。算法原理基本原理在测控装置中，输入的三相电压电流会通过低通后，经过ADC的离散化采样转换成离散的信号点；离散信号经过快速傅里叶变换后计算得到频率以及各次谐波的实部和虚部，然后计算出单相电压电流有效值以及功率，然后通过三相求和得到总的有功无功。傅里叶变换对于周期性信号x(t)，每周波采样N个点，经等间距离散化后得到其在每个取样点的值x0,x1,......xN-1，通过快速傅里叶变换可以得到各次谐波：其中k=0,1,......N-1，N为最大计算谐波次数。U、I、P、Q计算U、IP、Q各相有功无功对应求和即可得到总的有功和无功功率。分析测控装置所反映的是电力系统的稳态数据，所采集的数据主要是为电力系统的监视和状态估计服务，而状态估计的更新周期在秒级以上。从整个电网运行数据的采集过程来看，电网数据的上送经过多个节点，而各个节点对于功率平衡都存在一定的影响：CT/PT的转换：一次CT的转换存在误差。测控装置的二次设备采集：测控的二次信号传变、AD采集、相量计算原理、计算量化过程均可能存在一定误差，各个测控装置之间的遥测变化上送存在离散型。一条母线上的多台测控装置的误差相互叠加，也会导致总绝对误差进一步增大。远动数据的转发：远动数据到主站的变化上送具有离散型，不同通道直接的上送速度受制于主站通道。针对B点内容，我们可以通过仿真得出在稳态情况下，傅里叶算法本身并不会引入原理性的误差；更多的计算误差来自于信号传变、CPU的截断、AD的信噪声比等非原理性因素。通过山西以及新疆等地区功率不平衡数据进行分析，我们发现了一些共性现象：大多数功率不平衡变电站的实际负荷都比较低，基本都在10%额定值的低量程情况下运行；大多数功率不平衡变电站的测量CT变比都选的较大，基本都是4000:1的大变比。基于上述两个运行环境，我们认为带来功率不平衡原因的真正因素可能是：在低量程的运行环境下，一次CT和二次CT的传变误差相比较于额定工作点而言的传变误差较大；同时由于实际功率平衡考核的数据是按照一次的绝对功率值进行比较，而装置的误差衡量体系却是基于二次的标幺值，当一次设备CT变比很大的情况下，相同的标幺值误差带来的绝对功率差额可能会很大，从而造成了绝对功率的不平衡（例如0.2%P误差，500kV，4000A的一条支路的绝对功率差额就在7MW）。同时，在大变比的情况下，测控和远动装置的遥测变化死区值的设置一般也是按照额定值的百分比设定，因此由于遥测死区而导致上送数据的离散性，造成状态估计数据的断面不一致同样可能引起绝对功率差额。建议合理设置一次系统的额定变比，避免现场长期在低负荷下运行。根据现场应用需求，明确低量程下的测控装置精度误差要求，将应用需求体现到技术规范和检测规范中。针对U、I、P、Q的遥测死区分别设置合理的死区定值；主站支持遥测