相量测量

摘要： 提出一种考虑假数据攻击的动态相量估计方法。首先,通过对包含谐波、噪声等条件的电气信号进行泰勒级数展开,建立了适用于动态条件下的电气信号模型;然后,使用双次优渐消因子强跟踪卡尔曼算法(DSTKF)与基于欧几里得距离的假数据攻击检测方法对相量进行检测、跟踪和估计;最后,用所提的估计方法对含有噪声和假数据攻击的电气信号以及IEEE39节点故障信号进行仿真验证。结果表明该方法不仅可以检测出电气信号中的假数据攻击与突变,而且对动态相量具有较高的估计精度与跟踪能力。

摘要： 为了解决因一次设备不带负荷、负荷相量无法测量带来的电流互感器极性接线正确性无法检验的问题,文章对继电保护无负荷相量测量方法进行研究。设定双向测量目标,划定互感无负荷相量测量波域,以此为基础构建暂态相控测量模型,采用同步相位处理实现无负荷相量测量。最终的测试结果表明,与传统的无线发射相量测量方法、传统磁阻相量测量方法相比,文章设计的暂态相控相量测量方法得出的测量差值较小,表明在实际应用中可靠性更强,具有实际的应用价值。

摘要： 相量的准确测量可为电力部门提供电网准确动态数据,通过分析电网中不同地点、不同时刻的相量,可以发现窃电行为.提出双谱线对称插值FFT相量测量算法,给出了用于反窃电的实时相量测量装置硬件设计方案.论文详细介绍了信号调理与采集模块、数据处理模块、通信模块的设计原理,最后给出了仿真和测量结果.

摘要： 针对智能电网相量测量设备竞争使用有限的网络通信资源时,会因资源分配不均而导致数据包延时或丢失,进而影响电力系统状态估计的精度这一问题,提出了一种采样感知加权循环(SAWRR)调度算法.首先根据电网相量测量单元(PMU)采样频率和数据包大小的特性,提出了基于PMU业务流均方差的权重定义方法;然后设计了相应的PMU采样感知迭代循环调度算法;最后将该算法运用到PMU采样传输模型中.该算法能自适应地感知PMU的采样变化,及时调整数据包的传输.仿真结果表明,与原始的加权循环调度算法相比,SAWRR算法减少了95％的PMU采样数据包的调度时延,降低了一半的丢包率,增加了两倍的吞吐量.将SAWRR算法运用到PMU数据传输中有利于保证智能电网的稳定性.

摘要： 为了消除或减小采用GPS定时的同步相量测量中非精确同步采样所造成的测量误差,提出一种基于压缩传感理论修正离散傅里叶变换估计结果的高精度同步相量测量算法.该算法利用离散傅里叶变换对测量信号进行稀疏化,并采用狄利克雷矩阵为观测矩阵,通过压缩传感重构算法重构测量信号.仿真结果表明:与传统离散傅里叶变换方法相比,该算法在不需要延长测量时间的条件下能够有效消除或减小频谱泄露等误差,并在很大程度上提高了信号的相量测量精度.%GPS timing synchronization phasor measurement provides important basis for online analysis of wide-area power signal.Currently discrete Fourier transform method is widely used in synchronization phasor measurement.To eliminate or weaken the measurement error caused by the imprecise synchronous sampling,a high precision synchronous phasor measurement algorithm is proposed.It is based on Compressed Sensing (CS) theory,which modifies discrete Fourier transform to estimate the results.The reconstruction algorithm uses the discrete Fourier transform to rarefy the measuring signal,and takes the Dirichlet matrix as the observation matrix.It also refacors measurement signal with CS refactor algorithm.The simulation results show that,compared with the traditional discrete Fourier transform method,without extending the measurement time,the proposed algorithm can effectively eliminate or weaken the spectrum leakage error and greatly improve the phasor measurement precision of signal.

摘要： 故障电流信号的频率变化以及包含的衰减直流分量会严重影响基于傅里叶变换的相量测量算法的精度和动态响应速度.文中提出了一种利用强跟踪滤波器滤除衰减直流分量的动态相量测量算法.首先,将衰减直流分量用其二阶泰勒展开多项式来表示,在状态变量中添加衰减直流分量及其一阶导数和二阶导数,建立含有基波角频率、幅值等参数和衰减直流分量参数的故障电流的非线性状态空间模型,减小信号估计的模型误差.其次,为了提高扩展卡尔曼滤波器在系统达到稳定时对系统参数突变的跟踪能力,利用强跟踪滤波器递推估计各状态变量.所提方法能够有效抑制衰减直流分量对相量测量精度的影响,对时变故障电流信号具有良好的动态响应能力.采用所提算法对加噪声的数值信号以及ATP-EMTP故障仿真信号进行相量测量,结果验证了算法的正确性与有效性.%The frequency change of the fault current signal and the decaying DC component contained in the signal will seriously decrease the accuracy and dynamic response speed of the phasor measurement algorithm based on Fourier transform algorithm. This paper proposes a strong tracking filter algorithm for dynamic phasor measurement considering the decaying DC component.Firstly,the decaying DC component is expressed by its second-order Taylor polynomial,and the decaying DC component and its first and second derivative are all added to the state variable vector.Then this paper establishes a nonlinear state space model of fault current including angular frequency and amplitude of the fundamental component and the decaying DC component,to reduce the estimation model error.In order to improve the ability of extended Kalman filter to fast track the system parameter mutation when the system reaches a steady state,the strong tracking filter is used to recursively estimate each state variable.The proposed method can effectively decrease the impacts of the decaying DC component on phasor estimation and has good dynamic response to time-varying fault current signals.Finally,the proposed algorithm is used to measure the numerical signal with noise and the fault simulation signal generated by ATP-EMTP.The test results verify the correctness and validity of the proposed algorithm.

摘要： The synchronized phasor estimation algorithm is the core of the synchronized phasor measurement technology. So it is very important to improve the measurement accuracy and the dynamic performance of the algorithm in the power system dynamic condition. A dynamic phasor estimation algorithm is proposed in this paper based on strong tracking Taylor-Kalman filter (STKF). First, taken into account the impacts of harmonics and measurement as well as the time-varying characteristics of amplitude or phase, a state space model of dynamic electrical signals is established. Since the Taylor- Kalman filter (TKF) fails to fast track the system parameters mutation when estimating the state variables, the idea of strong tracking filter was introduced, where the estimation covariance matrix can be adjusted adaptively according to the mismatch degree between the theoretical and the actual residual. This change improved the ability of the traditional Kalman filter to track mutation signal. Test results of both numerical signal with noise and fault voltage signal generated by Matlab/Simulink show that the STKF algorithm has better step response performance, measurement accuracy and stability than the TKF algorithm.%同步相量估计算法是同步相量测量技术的核心,在电力系统动态条件下如何提高算法的测量精度和改善算法的动态性能至关重要.提出基于强跟踪泰勒-卡尔曼滤波器(STKF)的动态相量估计算法.首先在考虑谐波和噪声影响以及电气信号幅值、相位时变特性的基础上,基于动态相量的泰勒级数展开项建立动态电气信号的状态空间模型;然后考虑到基于泰勒-卡尔曼滤波器(TKF)的相量估计算法在递推估计各状态变量时无法快速跟踪系统参数突变的缺陷,引入强跟踪滤波器的思想,根据理论残差和实际残差的失配程度及时自适应性地调整估计协方差矩阵,增强了算法对时变电气信号的跟踪能力.分析含噪声的数值信号及Matlab/Simulink的仿真故障电压信号,结果表明,STKF算法比泰勒-卡尔曼滤波器(TKF)算法具有更好的动态响应性能和更高的测量精度,且稳定性更好.

摘要： 大部分相量测量算法将信号相量作为一个静态模型,因此对电网中经常发生的电压幅值和相角波动特别敏感.基于标准频率下动态相量模型的泰勒加权最小二乘法(Taylor Weighted Least Squares,TWLS)不仅提供了相量值,还提供了相量导数值,可以提高对电网动态状况的监测.在此基础上,提出了一种基于基波频率值的改进泰勒加权最小二乘法.首先用非线性最小二乘法得到基波频率值.然后介绍了基于测量基波频率值的改进泰勒加权最小二乘法推导过程,并对该算法所涉及的窗函数、数据窗长度和泰勒多项式阶数进行分析选择.最后采用不同的信号模型和实际数据来检验算法的性能.仿真结果表明:提出的改进泰勒加权最小二乘法的测量精度满足要求.%Most phasor measurement algorithms consider signal phasors as a steady-state model,so they are very sensitive to voltage amplitude and angle fluctuations that often occur in modem power grids.Taylor Weighted Least Squares (TWLS) algorithm relies on a dynamic phasor model at nominal frequency.The algorithm not only provide the phasor values but also give its derivatives to improve the dynamic monitoring of the power grid.On this basis,an improved TWLS method based on fundamental frequency is proposed.First,the fundamental frequency is obtained by nonlinear least squares method.Then,the derivation process of the TWLS algorithm based on the calculated fundamental frequency is introduced,and the window function,the length of the data window and Taylor polynomial order involved in the algorithm are analyzed and selected.Finally,different signal models and actual data are used to test the performance of the algorithm.The simulation results show that the accuracy of the improved TWLS algorithm meets the requirements of synchronized phasor measurement.

摘要： 电压和电流的频率、幅值和相角是电力系统运行特征的基本参数,实时在线估计需要算法在精度和实时性方面能够很好统一.本文提出了一种基于三点算法的改进相量测量算法,该算法通过采用了多个采样点绝对值、选取合适的等间隔采样点以及平均平滑补偿措施,有效地降低了随机噪声对测量结果的影响,计算精度较高,并对纹波有一定的抑制能力.通过MATLAB进行仿真验证,结果表明所提方法是正确可行的.

摘要： 本文研究了将电力系统同步相量测量信息应用于发电机模型的参数辨识问题，并应用时域非线性最小二乘法辨识了发电机详细六阶模型的参数，根据同步相量信息的特点，采用了将发电机d轴、q轴和转子运动方程分开辨识的算法，编写了算法程序，并应用电力系统综合仿真程序做了仿真辨识试验，验证了应用非线性最小二乘法利用相量测量信息辨识同步发电机参数的有效性。

摘要： 在非同步采样的情况下,离散傅立叶变换(DFT)的计算结果存在泄漏误差和栅栏效应.利用DFT计算结果的相角误差可以跟踪被测信号的频率变化.但传统的基于DFT的频率跟踪算法对相角误差的考虑不全面,从而其频率、相角、幅值等计算结果也不够准确.本文对DFT在非同步采样情况下的误差产生机理进行了全面分析,给出了非同步采样情况下DFT相角计算结果的精确误差表达式.基于该相角误差公式,本文提出了一种新的基于DFT的电力系统相量测量算法.该算法可以递推计算.与传统算法相比,本文算法不仅精确度高,而且计算量几乎没有增加.本文算法具有鲁棒性,可以自适应的抑制谐波干扰.本文所提算法最显著的特点是其同时具备精确、计算量小的优点,本文最后的算例验证了这一特点.

摘要： 阐述了变压器绕组参数辨识原理，分析了傅立叶、递推最小二乘和卡尔曼三种相量测量算法在变压器绕组参数辨识中的计算精度。首先从理论上分析了三种相量算法的计算精度，其次运用三种算法求解变压器的电压、电流相量值进而辨识变压器绕组的短路电抗参数。主要针对变压器正常运行情况和变压器发生绕组变形故障的情况进行数据辨识。考虑到变压器绕组在发生故障时电流信号中含有衰减直流分量的情况，在电压、电流信号中加入谐波分量和衰减直流分量进行绕组辨识。对辨识结果的误差分析表明用卡尔曼算法进行参数辨识不仅计算精度较高而且计算结果比较稳定。卡尔曼相量测量算法在变压器绕组参数辨识中的应用为准确检测变压器绕组故障提供了更加精确的理论依据。

摘要： 本文首先介绍全球定位系统GPS的基本情况和定位定时原理,然后论述了GPS在电力系统相量测量以及构建新一代安全监测系统、故障测距、雷电监测、继电保护等几个方面的应用.

摘要： 以电力系统状态完全可观测和PMU 配置数目最小为目标，形成了PMU 最优配置问题。将遗传算法和禁忌算法有效结合形成禁忌遗传算法，该算法在改进交叉和变异算子的基础上，继承和发展了遗传算法基于多点搜索、鲁棒性强等诸多优点，每当群体有出现早熟而陷入局部最优解的趋势时，利用禁忌搜索增强算法的爬山能力，避免算法早熟而陷入局部最优解，增强算法的全局收敛能力和收敛速度。相比于遗传算法和禁忌搜索方法，禁忌遗传算法具有更好的全局收敛能力和收敛速度。最后采用IEEE14、IEEE30 和IEEE57 节点系统对算法的有效性进行了验证。

摘要： 以电力系统状态完全可观测和PMU 配置数目最小为目标，形成了PMU 最优配置问题。将遗传算法和禁忌算法有效结合形成禁忌遗传算法，该算法在改进交叉和变异算子的基础上，继承和发展了遗传算法基于多点搜索、鲁棒性强等诸多优点，每当群体有出现早熟而陷入局部最优解的趋势时，利用禁忌搜索增强算法的爬山能力，避免算法早熟而陷入局部最优解，增强算法的全局收敛能力和收敛速度。相比于遗传算法和禁忌搜索方法，禁忌遗传算法具有更好的全局收敛能力和收敛速度。最后采用IEEE14、IEEE30 和IEEE57 节点系统对算法的有效性进行了验证。

摘要： 以电力系统状态完全可观测和PMU 配置数目最小为目标，形成了PMU 最优配置问题。将遗传算法和禁忌算法有效结合形成禁忌遗传算法，该算法在改进交叉和变异算子的基础上，继承和发展了遗传算法基于多点搜索、鲁棒性强等诸多优点，每当群体有出现早熟而陷入局部最优解的趋势时，利用禁忌搜索增强算法的爬山能力，避免算法早熟而陷入局部最优解，增强算法的全局收敛能力和收敛速度。相比于遗传算法和禁忌搜索方法，禁忌遗传算法具有更好的全局收敛能力和收敛速度。最后采用IEEE14、IEEE30 和IEEE57 节点系统对算法的有效性进行了验证。

摘要： 以电力系统状态完全可观测和PMU 配置数目最小为目标，形成了PMU 最优配置问题。将遗传算法和禁忌算法有效结合形成禁忌遗传算法，该算法在改进交叉和变异算子的基础上，继承和发展了遗传算法基于多点搜索、鲁棒性强等诸多优点，每当群体有出现早熟而陷入局部最优解的趋势时，利用禁忌搜索增强算法的爬山能力，避免算法早熟而陷入局部最优解，增强算法的全局收敛能力和收敛速度。相比于遗传算法和禁忌搜索方法，禁忌遗传算法具有更好的全局收敛能力和收敛速度。最后采用IEEE14、IEEE30 和IEEE57 节点系统对算法的有效性进行了验证。

摘要： 数据集中器在电力系统实时动态监测系统中起着一个承上启下的桥梁作用.本文从功能需求、系统方案设计、信息流向分析及模块设计、关键技术四个方面对数据集中器做了较为详细的分析,给出了一个切实可行的方案.该方案研究了硬件选型,通信方式,数据存储模式,在软件架构上把数据集中器分为通信、数据平台、功能应用三大部分,并指出采用的关键技术。

摘要： 本发明公开了一种导线电流相量的测量方法、测量装置及同步相量测量装置，利用一个两轴磁传感器和单轴磁传感器获取待测导线的电流信号，单轴磁传感器的磁敏感方向与两轴磁传感器的一个磁敏感方向一致，获取待测导线在两个磁传感器的磁场强度和两个磁传感器间的相对距离，根据各磁场强度和相对距离确定磁场强度与待测导线的电流之间的变比系数，而后对磁场强度的信号进行同步采样，得到磁场强度信号的同步相量，最后依据磁场强度信号的同步相量以及变比系数计算待测导线的电流信号的同步相量。用磁传感器获取电流信号无需铁芯，不仅减小了装置体积、降低了装置成本，还消除了因铁芯限制造成的无法测量过小或过大的电流的问题，扩大了电流测量范围。

摘要： 本发明提供一种同步相量测量装置的动态相量测量系统及其测量方法，该系统包括电流电压输入模块、卫星接收机、计算模块、通讯模块、存储器模块；所述计算模块与卫星接收机、通讯模块、存储器模块和电流电压输入模块相连。本发明采用四分之三基波周期动态相量测量算法测量动态相量，解决了动态相量测量中计算量和实时性的矛盾，实现动态相量的快速准确测量，可以提高同步相量测量装置的测量性能，为大电网分析和控制提供帮助。

摘要： 本发明公开了一种同步相量测量单元的相量测量精度评估方法及评估装置，其中，方法包括以下步骤：根据同步录波数据和同步相量测量数据获取基波重构波形，以得到残差波形；获取残差波形的带内信噪比和带外信噪比；通过带内信噪比和带外信噪比分别获取同步相量测量不确定度和电网采样信号的信噪比；根据输入的标准信号源设置和带内信噪比和带外信噪比得到基波和干扰引起的相量测量误差；获取系统测量精度综合评估结果。该评估方法可以在PMU正常运行时，实现同步相量测量不确定度在线估计，在PMU性能检验时，结合中等精度标准测试信号源，实现PMU精度校验，提高了评估的可靠性和准确性。

摘要： 一种电压稳定在线监测相量数据测量装置及相量测量方法，包括同步时钟单元、采集模块、开入单元、双口RAM传输模块、数据管理单元和开出单元；以精确的GPS同步时钟信号作为采样过程的基准，使各个采样通道的相量之间存在确定统一的相位关系，DSP处理器用于数据采集、相量计算，基于嵌入式实时操作系统和图形用户界面的ARM9负责数据管理及通信，其具有处理能力强、实时性高、易于升级等特点，提高了测量装置的可靠性、网络通信能力和可扩充性；根据上位机指令准确可靠地执行跳闸、合闸操作；DSP处理器采用基于αβ坐标系的相量测量算法，具有计算速度快、适应性强、准确性高的优点，能够精确计算电网电压/电流信号相量信息，在信号频率波动较大时有效避免频谱泄露问题，保证了非工频输入情况和动态过程的测量精度。

摘要： 本发明涉及一种在模拟量或相量测量中无线传输参考相量的方法。其特点是，包括如下步骤：对电压参考相量进行采集，然后通过无线传输方式将采集到的电压参考相量进行无线传输，在测量地点采用无线接收方式对前述的电压参考相量进行接收，利用接收到的电压参考相量完成测量点的相量测量工作。本发明提供了一种基于参考相量无线传输方式的模拟量相量测量方法，该测量方法可在任何地点，对需要测量相量的二次电流回路实施相量测量实验，解决了无参考电压相量地点(如户外电流互感器端子箱，二分之三接线方式母线保护屏处等)无法进行电流相量测量的问题，解决了常规相位表或伏安特性测试仪等测量方式对测量地点参考相量的依赖性问题。

摘要： 本发明公开了一种导线电流相量的测量方法、测量装置及同步相量测量装置，利用一个两轴磁传感器和单轴磁传感器获取待测导线的电流信号，单轴磁传感器的磁敏感方向与两轴磁传感器的一个磁敏感方向一致，获取待测导线在两个磁传感器的磁场强度和两个磁传感器间的相对距离，根据各磁场强度和相对距离确定磁场强度与待测导线的电流之间的变比系数，而后对磁场强度的信号进行同步采样，得到磁场强度信号的同步相量，最后依据磁场强度信号的同步相量以及变比系数计算待测导线的电流信号的同步相量。用磁传感器获取电流信号无需铁芯，不仅减小了装置体积、降低了装置成本，还消除了因铁芯限制造成的无法测量过小或过大的电流的问题，扩大了电流测量范围。

摘要： 本发明提供一种同步相量测量装置的动态相量测量系统及其测量方法，该系统包括电流电压输入模块、卫星接收机、计算模块、通讯模块、存储器模块；所述计算模块与卫星接收机、通讯模块、存储器模块和电流电压输入模块相连。本发明采用四分之三基波周期动态相量测量算法测量动态相量，解决了动态相量测量中计算量和实时性的矛盾，实现动态相量的快速准确测量，可以提高同步相量测量装置的测量性能，为大电网分析和控制提供帮助。

摘要： 本发明公开了一种同步相量测量单元的相量测量精度评估方法及评估装置，其中，方法包括以下步骤：根据同步录波数据和同步相量测量数据获取基波重构波形，以得到残差波形；获取残差波形的带内信噪比和带外信噪比；通过带内信噪比和带外信噪比分别获取同步相量测量不确定度和电网采样信号的信噪比；根据输入的标准信号源设置和带内信噪比和带外信噪比得到基波和干扰引起的相量测量误差；获取系统测量精度综合评估结果。该评估方法可以在PMU正常运行时，实现同步相量测量不确定度在线估计，在PMU性能检验时，结合中等精度标准测试信号源，实现PMU精度校验，提高了评估的可靠性和准确性。

摘要： 本发明实施例公开了一种适用于P类相量测量单元PMU的同步相量测量方法，所述测量方法基于动态相量的数学模型，将低通数字滤波器与离散傅里叶算法DFT相结合，消除动态相量输入带来的频谱泄露，并得到消除频谱泄漏后的初始相量；利用二阶泰勒级数对动态相量输入进行拟合，并根据量测误差与二阶泰勒级数系数的线性关系对所述初始相量进行校准，得到精确的动态量测相量。该测量方法无论是输入静态信号还是动态信号，都可以准确快速地进行相量量测，其相量量测精度不仅满足标准要求，并普遍高出标准一个数量级。

摘要： 一种电压稳定在线监测相量数据测量装置及相量测量方法，包括同步时钟单元、采集模块、开入单元、双口RAM传输模块、数据管理单元和开出单元；以精确的GPS同步时钟信号作为采样过程的基准，使各个采样通道的相量之间存在确定统一的相位关系，DSP处理器用于数据采集、相量计算，基于嵌入式实时操作系统和图形用户界面的ARM9负责数据管理及通信，其具有处理能力强、实时性高、易于升级等特点，提高了测量装置的可靠性、网络通信能力和可扩充性；根据上位机指令准确可靠地执行跳闸、合闸操作；DSP处理器采用基于αβ坐标系的相量测量算法，具有计算速度快、适应性强、准确性高的优点，能够精确计算电网电压/电流信号相量信息，在信号频率波动较大时有效避免频谱泄露问题，保证了非工频输入情况和动态过程的测量精度。