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母线电压同步相角测量算法研究及实现
作者:全球MRO综合服务商    仪器仪表技术文章来源:全球MRO仪器仪表交易网    点击数:    更新时间:2007/5/20

。此方法会使某几次的采样间隔增大一个TD,但由于TD一般很小,由它引起的测量误差相对于周期误差ΔT只是一个较小的值。
  将变速率采样得到的数值用于上述的DFT算法中,即可得到相对于1PPS的绝对相角。该方法也同样可用于谐波分析的FFT算法中。

4 同步相角测量装置的硬软件实现及实验仿真结果

   
相量测量装置(PMU)的基本硬件结构如图2所示。GPS模块将精度在±1μs之内的1PPS脉冲信号和标准时间信号送入CPU单元和A/D转换器,作为数据采集和相量计算的标准时间源。由PT耦合过来的三相电压UA、UB、UC经过滤波整形,A/D同步采样后送到CPU进行离散Fourier计算,求出相对于1PPS的正序电压相位角。另一种方法是把滤波整形后的频率信号直接送入CPU模块,利用过零测量法计算出相对于1PPS的相角。图中的信号频率跟踪电路用于测量系统的工频,以实现算法的同步采样。

  在实际的装置硬件设计中,CPU采用TI公司的DSP芯片TMS320F206,采用Xilinx的可编程CPLD集成电路。软件设计采用C语言和汇编语言混合设计,采用DFT算法,以GPS的秒脉冲为采样基准,便可得到全电网统一的相对于GPS秒脉冲的母线电压相角差。

  表1是2001年3月6日的实验结果,两个实验装置对同一电源正序电压进行GPS同步相角测量的一组实验结果。从表中可以看出,两个装置对同一电源的GPS秒脉冲的绝对相角误差在1°之内,完全满足测量的精度要求。至于同一装置相邻两GPS秒间的相角偏移,则是由于电源频率不是绝对的50Hz所造成的,而系统要求的是两地(各地)母线正序电压的绝对相角差,因此这种相角偏移不会对测量结果造成影响。

5 结束语

  基于GPS的母线电压同步相角是电网运行中的一个重要参数,在电力系统中的许多领域如电力系统监测、电力状态估计、稳定预测控制、自适应继电保护中有着广阔的应用前景。本文的实验仿真结果表明算法正确且能满足精度要求,下一步的工作重点是广域实时数据通讯问题,这也是全电网实时数据采集并决策的一个前提条件。

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