电力系统中基于同步相量测量技术的探析

介绍了同步相量测量技术及其在电力系统中暂态稳定预测与控制、状态估计与动态监视、故障定位、构建基于同步相置测量技术的广域测量系统中的应用,分析了同步相量测量技术在这些领域研究中的重要作用及其对电力系统安全的重要意义。     

广域同步相量测量中频率特性研究

“广域同步相量测量”是一种在统一时钟协调下实现大电网实时同步测量的重要技术。是广域电力系统稳定分析和控制的前提和基础。为此对广域同步相量测量中频率的分布特性进行分析研究。     

基于同步相量测量的电力系统网络拓扑分析方法

现代电力系统对网络拓扑分析的实时性和准确性要求越来越高,相量测量装置广泛地应用于电力系统中。分析了厂站母线之间的关联关系,基于同步相量测量装置获取的实时进出线电压、电流相量数据和基本电路定理,创新性地提出了一种判断厂站内等效节点数以及判断进出线运行状态的方法,由此可以获得全网的拓扑结构。结果表明,所提算法有效地采用了同步相量测量的模拟量信息,能在开关发生变化时快速获取新的网络拓扑。通过不同类型的仿真场景验证了所提方法的准确性和适用性,并且进一步采用实测数据验证说明了所提方法能在实际电网中起到重要作用。     

基于新型改进矩阵束的便携式电网同步相量测量装置

针对传统同步相量算法受电网间谐波影响较大的问题,本文提出了一种基于新型改进矩阵束的电网同步相量测量算法.将电网信号构建成Hankel矩阵,对其进行奇异值分解并使用自适应定阶方法滤除其中的噪声干扰分量,通过矩阵运算得到准确的电压幅值、频率及相角.经过仿真验证,本算法对含有间谐波分量的电网信号测量结果优于流行的傅里叶变换测量算法.并根据此算法设计了一款便携式电网同步相量测量装置,可解决传统同步相量测量设备体积庞大、成本较高的问题,利用高精度卫星同步信号监测晶振实际频率,动态调整采样控制参数降低采样时间误差,将同步采样的电网波形参数与时间标签等无线传输至移动终端,完成电网信号幅值、频率及相角计算.实际测试表明,本装置具有较高的测量精度,其中电压幅值、频率和相角测量误差分别为0.038 5%、0.000 51 Hz和0.053 7°,满足《电力系统同步相量测量装置检测规范》（GB/T 26862—2011）,具有较强的实际应用价值.     

基于改进矩阵束的动态同步相量测量算法

随着现代电网规模不断增大,分布式电源大规模接入,强谐波、高噪声和信号动态多变等问题会降低同步相量测量算法的准确度.为准确测量现代电网同步相量参数,提出一种结合二阶泰勒动态相量模型和改进矩阵束优势的同步相量测量算法,用于动态条件下电力系统同步相量幅值和相角参数精确测量.本文先对算法进行数学推导,然后根据我国同步相量装置检测规范中指定的实验案例对测量准确度进行详细评估.实验结果表明,算法在频率偏差、幅度调制等情景下具有很高的测量精度,符合我国同步相量检测规范要求,具有一定工程应用价值.     

基于CAN总线同步相量应用层协议实现

同步相量采集装置用于对舰船电力系统同步相量进行实时采集和动态监控,本文定义了基于CAN现场总线的同步相量通信应用层协议,对同步报文和相量报文的帧格式进行了定义,实现了CAN总线的单播和多播通信,很好的满足PMU通信要求。     

浅谈同步相量测量技术在电厂的应用

由同步相量测量技术构建的实时动态监测系统对于电力系统同步运行稳定的监测和分析具有重要的意义。笔者结合所在电厂采用的同步相量测量子站系统,简述其工作原理、实施方案、维护纪要、改进建议等,希望对其他电厂起到借鉴作用。     

基于GPS同步相量的电力系统暂态稳定预测控制

首先简要回顾了全球卫星定位系统 (GPS)技术在电力系统应用中最近 10年的发展 ,研究了基于 GPS同步相量的电力系统暂态稳定控制的实现前提和理论模式。分类综述了国内外在利用 GPS同步相量技术研究电力系统暂态稳定实时控制方面的研究成果 :基于简化模型、同调组法、角度曲线外推法、能量函数法和人工智能法等 ;总结了 GPS技术与电网稳定控制结合的多种途径 ;并提出了基于同步相量实现电力系统的区域暂态稳定控制是 GPS应用于电力系统的最高形式 ,最后提出轨迹分析和数值计算相结合的在线安全稳定监控理论框架     

结合同步相量测量信息的暂态稳定仿真方法

在暂态稳定仿真中利用PMU(phasor measurement unit)实测信息,可以提高仿真的计算速度和精度.基于传统的交替迭代法,提出了2种结合PMU信息进行暂态稳定仿真的方法.研究表明:用PMU信息能够减少需要求解的系统的微分代数方程组,从而减小仿真计算的规模.所提方法在New England 10机39节点系统和IEEE 50机145节点系统上进行了测试,并与传统方法作了对比.对动态模型参数与实际不符及PMU有测量误差的情况进行了模拟和讨论.仿真结果验证了方法的有效性.     

双轴励磁同步发电机的相量图和功角特性

根据基本电磁原理推导了双轴励磁同步发电机的方程式,并画出了相量图,由这些方程式和相量图推导出它的功角特性.相量图和功角特性是双轴励磁同步发电机稳态分析的基础.     

U盘存储与转存模块的设计与实现

本文主要介绍了基于ARM和GPS的数据采集记录仪中的U盘存储与转存模块的设计与实现.该数据采集记录仪以32位ARM7微处理器LPC2220为硬件平台,以uC/OSII嵌入式实时操作系统为软件环境,实现了对复杂工业信号的采集、记录以及对此过程的控制.该模块既能对数据采集模块采集的数据进行直接存储,也能对flash存储模块中的数据进行转存;同时利用GPS全球定位系统技术实现多仪器间的精确同步.该数据采集记录仪具有良好的人机交互性、稳定性、高效性.     

数字型胚程控器设计

介绍了一种以ARM微处理器为核心的吹塑机料胚成型控制器,给出了该控制器的软硬件设计,该控制器可以对生产塑料产品时的料胚形状进行任意设定;在料胚挤出过程中,可以根据设定曲线与实际检测的料胚厚度差值,输出与之对应的校正电压,该电压驱动电液控制系统控制料胚壁厚,使得实际生产的塑料产品与设定的料胚形状一致,而且塑料产品表面光滑、细腻;设计中使用了实时操作系统uC/OS-II为开发平台,并重点介绍uC/OS-II的移植和应用。     

基于uC/OS-II的多种调度机制的嵌入式系统设计

uC/OS-II是一个多任务的实时内核,具有可移植、可裁剪性,并且任务是可抢占的。在基于uC/OS-II的任务管理的基础上,设计了一个具有抢占、非抢占和混合抢占可选择的调度机制的嵌入式系统,将事件控制块融合进任务中,实现任务间的同步,进一步提升了嵌入式系统调度的灵活性和实时性。     

嵌入式操作系统在微控制器中的移植研究

研究了实时多任务嵌入式操作系统uC/OS-II,设计了将uC/OS-II应用到微控制器的移植方案,实现了uC/OS-II在Freescale公司的16位单片机MC9S12DG128上的移植,最后在硬件平台上进行移植验证。     

基于ARM的EOS多模式通信模块的研究

本文设计了一种基于ARM芯片和嵌入式操作系统的电子订货通信模块。基于ARM嵌入式芯片进行了硬件设计和应用协议分析,在此基础上给出了在uC/OS-II操作系统下串口通信与网络通信的流程,重点阐述了这两大类通信方式的程序设计方法。     

基于DSP的GPS/DR组合定位系统的设计

对于城市车辆GPS导航来说,其很大的一个缺点是跟踪卫星的信号常常由于建筑物、隧道及树木等的遮挡而使GPS的定位精度大大降低,甚至无法进行正常的定位。为此,提出了基于DSP的GPS/DR组合定位系统,详细介绍了系统的硬件设计方法、组成和软件设计思想。最后进行了采用联合卡尔曼滤波器的GPS和DR系统的组合定位的仿真实验。实验证明,采用联合卡尔曼滤波算法的GPS/DR组合定位系统的转度明显高于GPS单独定位方式。     

基于免疫遗传算法的PMU优化配置

针对电力系统状态完全观测下的相量测量装置(PMU)配置优化问题,提出了一种新的基于免疫遗传算法的优化配置方法.给出了免疫算子的构造、控制参数的选取以及利用系统信息与先验性知识来构造和接种疫苗的具体步骤.算例系统的研究结果表明,免疫遗传方法可以提高求解PMU优化配置问题的效率和准确性.     

基于LPC2148的远程环境监测平台设计

针对现代监测技术的发展,研制了一种基于嵌入式技术的环境监测平台,以高性能ARM7处理器LPC2148为核心,融合GPRS技术,包含对监测环境的各传感器数据采集、GPRS短信远程传输、语音播放、显示模块等多个组成部分.采用μC/0S-Ⅱ操作系统,给出了接收终端软件运行流程,并着重论述了利用短消息实现远程通信的具体实现方法,实现了对监测环境数据采集、远程传输和显示等功能.     

基于AVR单片机的温度测量的设计与实现

介绍了温度传感器LM35D能以10mV／℃的线性变化率输出与温度成正比的电压量．为了测量温度场的变化,设计了AVR单片机的温度测量系统．该系统通过ATmega16(L)AVR单片机实现对温度数据的采集、显示及通信,具有体积小、成本低、工作可靠等特点．