PMU检测装置校验平台的研究与实现

摘要

当前,以电网智能化、多元化为方向,以电网安全稳定运行为目标,以信息化为特征的新一轮电网变革正在全国范围内推进。广域测量系统(WAMS)系统在其中发挥引导和核心作用,为大区域互联电网的安全稳定运行提供了重要的数据基础,已成为未来新的发展趋势。同步相量测量单元(PMU)作为WAMS系统的基本测量单元,其数据质量是影响WAMS系统及功能的关键因素。为保证PMU在电网中的安全性和可靠性,开展对PMU的入网前检测工作势在必行。
　　PMU检测装置校验平台是PMU检测装置的核心部分,它与检测装置硬件系统共同组成PMU检测装置,能够实现对PMU的静态精度测试、动态功能实验以及仿真多点同步功能。本课题采用标准源法作为基本检测方法,校验平台一方面通过控制与GPS同步的高精度标准源模块输出三相电压、电流信号给待测PMU,另一方面通过网络通信获取待测PMU输出的测量结果,并与标准源比较进行误差分析计算,从而实现对PMU性能的检测。在对PMU进行动态功能实验时,校验平台需对采集模块上传的非同步采样数据进行处理,为了拟制非同步采样所产生的频谱泄露与栅栏效应,在此采用了基于 Nuttall(I)窗的插值算法对采样结果进行了修正,得到了较高精度的信号参数。校验平台在与PMU以及检测装置硬件系统的通信中分别使用了TCP和UDP协议,通过这两种协议校验平台实现了与 PMU的数据交互以及对检测装置硬件系统的传输控制。在软件设计上,本课题使用了Delphi7.0开发平台,应用模块化软件设计思想,将软件划分为七个模块,详细阐述了各模块的实现方法,并结合Access数据库实现检测结果以报表形式自动生成。
　　本文首先从宏观角度阐述了本课题的研究意义和背景,通过对国内外研究现状的分析,选择标准源法作为基本检测方法,提出了预期的功能技术指标,并介绍了PMU检测装置的组成结构;对PMU的静态精度和动态功能检测方法进行了介绍,详细分析了通信过程中所用到的通信协议以及规约,重点阐述了校验平台软件各模块的实现方法;最后经过调试,进行了现场实验,成功实现了对PMU静态精度和动态功能的检测。

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第1章 绪论

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

1.4论文结构安排

1.5本章小结

第2章 检测装置实现方法

2.1 PMU检测装置概述

2.2 PMU检测装置的功能及技术指标

2.3 PMU检测方法

2.4基于Nuttall(I)窗的插值FFT算法

2.5低频振荡仿真波形实现

2.6本章小结

第3章 通信方式及通信规约的研究

3.1通信方式

3.2 PMU通信规约简介

3.3本章小结

第4章 校验平台的软件设计与实现

4.1软件设计思想

4.2 Delphi7.0简介

4.3界面设计概述

4.4校验平台总体架构设计

4.5 参数设置模块设计

4.6 PMU静态精度测试模块设计

4.7 PMU动态功能测试模块设计

4.8 PMU单机后台实验模块设计

4.9 PMU仿真多点同步模块设计

4.10通信模块设计

4.11 数据库及报表模块设计

4.12本章小结

第5章 系统调试及现场实验

5.1系统调试

5.2 现场实验

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研说明

致谢

附录