适用于PMU校准器的相量测量方法研究及应用

摘要

同步相量测量单元(Phasor Measurement Unit，PMU)的广泛应用，为实现大规模区域电网的动态安全监控提供了数据基础。进行PMU静动态测试，对其相量量测精度进行校准，是保证PMU可靠应用的前提。基于校准器的PMU静动态测试系统将校准器输出作为标准值，弥补了基于高精度信号源的PMU静动态测试系统产生时延与无法在线测试的缺陷。进行PMU校准器同步相量量测方法的研究是搭建测试系统的重点。因此，研究适用于PMU校准器的相量测量方法，并将其应用至PMU测试系统中，有着深远的意义。
　　论文实现了改进插值DFT同步相量算法，通过添加窗函数，并利用迭代对主频负分量引起的误差进行补偿，弥补了传统插值DFT同步相量算法的不足，在保证计算速度的前提下，提高了计算精度，可用于静态测试的幅值与相角计算。为了进一步提高算法精度，论文提出了非线性回归同步相量算法。通过对测试信号进行有针对性的建模，在Levenberg-Marquardt法的基础上，实现了同步相量的计算。进一步，论文将非线性回归同步相量算法应用至PMU校准器硬件平台，搭建基于校准器的PMU静动态测试系统，并利用测试系统进行了测试。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景与意义

1．2 国内外研究现状及发展动态分析

1．2．1 PMU标准的国内外研究现状

1．2．2 PMU测试技术和高精度同步相量算法的国内外研究现状

1．3 论文所做的主要工作

第2章 基于校准器的PMU测试系统概述

2．1 测试系统的整体架构

2．2 PMU校准器的硬件选型和精度

2．3 本章小结

第3章 改进插值DFT同步相量算法

3．1 传统插值DFT同步相量算法

3．1．1 输入信号为单一频率信号的传统插值DFT同步相量算法

3．1．2 输入信号为多频率信号的传统插值DFT同步相量算法

3．2 改进插值DFT同步相量算法

3．3 算法仿真结果及分析

3．3．1 改进插值DFT同步相量算法仿真结果及分析

3．3．2 改进插值DFT算法与传统插值DFT算法的对比

3．4 本章小结

第4章 非线性回归同步相量算法

4．1 非线性回归同步相量算法的信号模型设计

4．2 非线性回归同步相量算法

4．2．1 Levenberg-Marquardt法

4．2．2 非线性回归同步相量算法的计算流程

4．3 算法仿真结果及分析

4．3．1 输入信号无噪声的仿真结果及分析

4．3．2 输入信号包含噪声的仿真结果及分析

4．4 本章小结

第5章 基于校准器的PMU静动态测试系统

5．1 基于校准器PMU静动态测试系统的搭建

5．1．1 信号发生模块

5．1．2 PMU校准器模块

5．1．3 相量提取模块

5．1．4 误差分析模块

5．2 测试结果分析

5．2．1 测试系统校验

5．2．2 基于校准器的PMU静动态测试系统测试结果及分析

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢