同步相量测量系统及其在长洲水电厂中的应用

分析 。Ｐ ＭＵ 系统 使得 电力 系统 动态可观测 ， 弥补 了
现有监测 手段如 Ｓ Ａ Ａ系统 和故 障 录波 系统 的不 Ｃ Ｄ 足 。该 系统将成为 电力系 统调度 中心的动态实 时数
据平 台的主要数据 源 之一 ， 为制 订 电力 系统 控制 策
略和设计、 运行、 规划方案提供依据。
３ 同 步 相 量 测 量 装 置 （ ＭＵ） 长 洲 Ｐ 在 水 电厂 的应 用
３ １ 工程概 况 ．
长 洲水 电厂 位 于广 西 梧 州 市 上 游 １ ｍ 的 浔 ２ｋ 江干流上 ， 是西 江下 游 河段 广 西 境 内 的最 后一 个 规 划 梯级 。 电厂 共装设 １ ５台单机容 量为 ４ ２ＭＷ 的灯 泡贯流式 水轮 发 电机组 ， 当今 世界 上 装 机容 量 最 为
示 。其基 本原理为 ： 波处 理后 的交 流 信号 经 Ａ／ 滤 Ｄ
转换器量化 ， 微处 理器 按 照递 归 离散 傅立 叶变 换原
随着 我 国 电力系 统发 展 和大 区电网互 联 ， 网 电 的安 全稳定 控制 越 来越 重 要 。为配 合全 国联 网 ， 进
一
理计算 出相量 。对 三 相相 量 ， 处理 器采 用对 称分 微 量法计算 出正序相 量 。依 照 ＩＥ Ｅ Ｅ标准 １４ —１９ ３４ ９５ 规定 的形 式将正序 相量 、 间标记 等装 配成报文 ， 时 通
步加强 电力调度 中心对 电力系统 的动态稳定 监测
和分 析 能 力 ， 要 在 重 要 的变 电 站 和发 电 厂 安 装 需 Ｐ ＭＵ装置 ， 以构建 电力 系统 实 时动 态监 测 系统 ， 并
通 过分析 中心站实 现对 电力系统 动态过程 的监 测和
过专用通道传送到远端的数据集中器。数据集中器 收集来 自各个 Ｐ Ｍｕ 的信息 ， 为全 系统 的监 视、 护 保 和控制提供 数据 。
授时信号 ， 实现对广域 电力系统各节点数据 的同步
采集， 如节 点 电压 的 幅值 、 角 和支 路 电流 ， 相 然后 由
２ 同步相量测量技术及其应用领域
基 于 Ｇ Ｓ定位 系统 的 Ｐ Ｐ ＭＵ 原理框 图如图 １ 所
高 速通信 网络将数 据传送 到调度 中心 。实 现对 整个
系统运行状 态 的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 时监控 。
图１ Ｐ ＭＵ原 理框 图
相量测量必须 同时测幅值和相角 ， 而相角的测
量 必须有 统 一 的参考 时 间 。ＧＰ Ｓ精 确 的 时 间传 递
功 能在 Ｐ ＭＵ 中得 到 了很好 的应 用 ， Ｓ同步卫 星 ＧＰ
，
对于 ５ ｚ ＯＨ 的工 频量而言， 其相位误差不超过
目前 ， 同步相 量 测量 技术 在 电力 系统 中的应 用
１ 引言
２ ０世 纪 ９ ０年 代 初 ， 助 于 全 球 定 位 系 统 借 （ Ｓ提供的精确时间 ， ＧＰ ） 同步 相 量 测 量装 置 Ｐ ＭＵ （ｈｓｒ ａｕｅ ｎ ｎｔ研 制 成功 … 。Ｐ ｐａｏ ｓｒｍｅｔ ｉ ｍｅ ｕ ） ＭＵ是 一 种 新 型 的高 精度 测 量 装 置 ，能 利 用 Ｇ Ｓ的高精 度 Ｐ
第２ ９卷第 ６ 期 ２１ ０ ０年 １ ２月
红水 河
Ｈｏ ｇ ｈ ｉ ｖ ｒ ｎ Ｓ ｕ ｅ Ｒｉ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ６ １２ ， ． Ｄｅ ． ０ ０ ｃ２ １
同步相 量测 量 系统及 其在 长洲 水 电厂 中的应 用
黄 红梅
（ 广西电力工业勘察设计研究院 ， 广西 南宁 ５ ０ ２ ） ３ ０３
摘 要： 文章介绍 了同步相量测量 系统（ ＭＵ） Ｐ 原理及应 用领域 ， 并详 细介 绍了长洲 水电厂同步相 量测量子站 系统
的配 置 方 案 和功 能 。
关键词 ： 同步相量测量装置 （ ＭＵ）Ｇ Ｓ 应 用； Ｐ ；Ｐ ； 长洲水电厂
中图 分 类 号 ： Ｍ６５ ２ Ｔ ４ ． 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ：０ １ ０ Ｘ ２ １ ）６ １６ ４ １０ —４ ８ （０ ０ ０ —０ ２ —０
００８完 全可 以满 足功角 测量 的要 求。 ．１ ， 与研究 已涉及 到状 态 估计 与 动 态监视 、 暂态稳 定 预 测与控制 、 电保 护等领域 。 继
每 秒 向地球 发送 １个 同步 信 号 ， Ｓ接 收器 可 以提 ＧＰ
供间隔为 １ 的脉冲信号 １Ｐ ， Ｓ Ｐ Ｓ 其精确度不低于 １
收稿 日期 ：Ｏ Ｏ—Ｏ ２ｌ ５一Ｏ ５
作者简介 ： 黄红梅 （９ ５ ，ｒ ４ ） 广西平果人 ， １ ８ 一）４ （ ￣ ， 主要从事水电站和变电站 电气二 次设计工作 ， —ｍ ｉｈ ｎｍｅ ｏ ￣１３ ｅｍ Ｅ ａ： ｇ ｉ ｐ ６ ． 。 ｌｏ ． ｏ
１ ２６
黄红梅 ： 同步相量测量系统及 其在 长洲水 电厂 中的应用
（）状态估 计 与动态监 视 。状 态估计 是 现代 能 １
量管理 系统 （ ＭＳ 最重要的功能之一 。传统 的状 Ｅ ） 态估计使用非同步的多种测量（ 如有功、 功功率 ， 无
电压 、 电流 幅值等 ）通 过迭 代 的 方法 求 出电 力 系统 ， 的状态 ， 这个过 程通 常耗时几 秒钟甚 至几 分钟 ， 而且
大的灯 泡贯 流 式 电 站 。电站 分 内 江 和 外 江 两 处 厂
因电力系统的量测是通过远动装置传送到调度 中心 的， 由于远动装置 的误差和在传送过程 中各个环节
的误 差 ， 得这 些数据 存在不 同程 度 的误 差 ， 使 随之使 得估 计结 果 的精 度也难 以得 到保证 。 基 于 ＧＰ Ｓ的相 角测量 装置 的 出现 ， 得 节 点 的 使 电压 相角 可 以直 接 测量 ， 相 角 量测 量 引 入状 态 估 将 计， 改变 了状态 估计 的初始条 件 。 （）暂态稳定 预测 与控 制 。我 国 国家电力 调度 ２ 中心 在 ２０ 制定 的《 ０２年 电力 系统实 时动 态监测 系统 技术 规范 》试行 ） （ 中对 同步 相 量 技术 应 用 做 出 了要