分布式同步相量测量装置

同步相量测量装置说明书
同步相量测量装置是一种用于测量电力系统中电压、电流和相位
等参数的设备。

其主要功能是实现电气网络综合监测和故障诊断，为
电力系统运行提供数据支持。

该装置由采集单元、处理单元、通讯单元和控制单元等组成。

采
集单元负责采集电力系统中的电压、电流等参数；处理单元对采集到
的数据进行处理和分析，并进行相位测量；通讯单元可与计算机等外
部设备进行数据传输和交互；控制单元则用于装置的控制和管理。

使用同步相量测量装置，可以实现对电力系统中各个节点的电参
数进行实时监测和测量，有助于提高电力系统的运行效率和安全性。

同时，该装置还可应用于配电网、光伏发电和风力发电等领域，充分
发挥其测量和监控功能。

在进行同步相量测量时，需要注意检查装置的接地情况和采集单
元的放置位置，以确保测量结果的准确性和稳定性。

同时，也需要注
意保养和维护装置的各个部件，延长其使用寿命。

总之，同步相量测量装置是一种重要的电力系统监测和管理设备，可提供精准的数据支持和故障分析，对电力系统的稳定性和可靠性具
有重要作用。

水利水电158 2015年54期同步相量测量装置在水电厂的应用平金伟华能澜沧江水电股份有限公司小湾水电厂，云南南涧 675702摘要：同步相量测量装置（PMU）是电力系统安全稳定运行监测的重要手段、也是电网监测低频振荡及故障录波的重要设备，其最关键的技术要求就是在高精度测量基础上的同步性和实时性。

本文结合小湾电厂同步相量测量装置（PMU），阐述装设PMU 的必要性、系统构成、原理及其应用。

关键词：同步相量；PMU；时钟同步中图分类号：TM933.312 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)54-0158-01小湾电厂同步相量系统采用PAC-2000D分布式相量测量装置，对小湾6台机组及三条线路电气量实时同步测量，设备自2009年投运以来运行良好，提高了电力系统在线监测和实时控制技术水平，同时提供电网实时数据为电网安全稳定运行分析提供了强有力的依据。

1 设置PMU装置的必要性传统电力系统监测手段难以用于对全系统动态行为的分析。

缺乏精确有效的广域同步时钟，不满足实时性要求，给电力系统的计算和控制引发诸多困难。

值班员只能根据潮流、依靠经验间接判断系统的稳定性，给调度工作带来难度和压力。

随着高精度卫星（GPS/北斗）定位技术的发展，为进一步研究电力系统同步监测技术提供了一种新的手段，解决了在高精度测量的基础上的同步性和实时性的问题，为PMU装置的发展提供了技术保障。

2 系统构成小湾电厂PAC-2000D分布式相量测量装置由内电势测量单元（PAC-2000E）、数据采集单元（PAC-2000S）、数据集中处理单元(PAC-2000P)、多功能时间同步系统(PAC-2010)及相应的通讯设备构成。

数据采集单元主要对相电压、相电流、开关量和直流励磁电压、励磁电流等的实时同步测量。

数据集中处理单元完成实时数据处理、本地存储、远方通信、显示等功能。

授时单元接收卫星信号并向数据采集单元提供秒脉冲信号和时间信息。

同步相量测量装置说明书
同步相量测量装置说明书
一、产品概述
本产品是一种专用于高压电力系统中的同步相量测量装置。

通过对系统中的电压、电流、相位等参数进行测量，可以获得电力系统的电气状态，为系统稳定运行提供支持。

二、产品特点
1. 高精度测量：采用高精度模数转换器和数字信号处理等技术，可以实现对电压、电流和相位等参数的高精度测量。

2. 可靠性高：采用工业级扩展温度范围、抗干扰性能强的芯片和元器件，保证了装置在恶劣环境下的稳定性和可靠性。

3. 可扩展性强：支持多种接口通讯方式，可与各类设备相连接。

并且具有良好的软件扩展性，可根据用户需求进行功能扩展。

4. 显示直观：采用彩色液晶显示屏，可直观显示各种参数。

并且支持多种操作方式，方便用户进行操作和设置。

5. 体积小巧：采用全封闭结构，体积小巧、操作方便。

三、使用说明
本装置采用交流供电方式，使用前请确认电源电压与装置电源适配器符合要求。

开机后，可选择不同的参数进行测量，并可以进行参数设置，包括显示模式、报警设置、通讯参数等。

同时也支持多种通讯方式，如RS485、以太网等，可与其他设备配合使用。

四、注意事项
1. 请使用适配器提供的电源进行供电，禁止使用其他品牌或型号的电源。

2. 请勿将液晶屏暴露在阳光下或其他强光下，以防损坏屏幕。

3. 请勿将装置拆卸，以免影响使用效果和保修。

4. 请勿将装置受到强烈冲击，以免影响使用效果和稳定性。

5. 若需进行维修保养，请联系售后服务中心。

以上为本产品的说明书，如需了解更多信息，可联系生产厂家获取。

同步相量测量装置作用同步相量测量装置（PMU：phasor measurement unit）是利用全球定位系统（GPS）秒脉冲作为同步时钟构成的相量测量单元。

可用于电力系统的动态监测、系统保护和系统分析和预测等领域．是保障电网运行的重要设备。

目前世界范围内已安装使用数百台PMU。

PMU的基本原理为：滤波处理后的交流信号经A/D转换器量化，微处理器按照算法计算出相量。

依照IEEE标准1344-1995规定的形式将正序相量、时间标记等装配成报文，通过专用通道传送到远端的数据集中器。

数据集中器收集来自各个PMU的信息，为全系统的监视、保护和控制提供数据。

同步相量测量技术在电力系统状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护、故障定位等方面获得了应用或有应用前景。

（1）状态估计与动态监视：状态估计是现代管理系统（ems）重要的功能之一。

传统的状态估计使用非同步的多种测量（如有功、无功功率，电压、电流幅值等），通过迭代的方法求出电力系统的状态，这个过程通常耗时几秒钟到几分钟，一般只适用于静态状态估计。

（2）稳定预测与控制：同步相量测量技术可在扰动后的一个观察窗内实时监视、记录动态数据，利用这些数据可以预测系统的稳定性，并产生相应的控制决策。

基于同步相量测量技术，采用模糊神经元网络进行预测和控制决策，取pmu所提供的发电机转子角度以及由转子角度推算出的速度（变化率）等作为神经元网络的输入，输出对应稳定、不稳定。

在弱节点处安装pmu，可以观测电压稳定性。

pss利用pmu所提供的广域相量作为输入，构成全局控制环，可以消去区域间振荡。

（3）模型验证：电力系统的许多运行是在数值仿真的基础上得到的，而仿真程序是否正确在很大程序上取决于所采用的模型。

同步相量测量技术使直接观察扰动后的系统振荡成为可能，比较观察所得的数据与仿真的结果是否一致以验证模型，修正模型直到二者一致。

（4）继电保护和故障定位：同步相量测量技术能提高设备保护、系统保护等各类保护的效率，显着的例子就是自适应失步保护。

分布式同步相量测量装置概述分布式同步相量测量装置（Distributed Synchronized Phasor Measurement Unit，简称DS-PMU）是一种可以实现对电力系统进行实时监测和定位故障的高精度装置。

DS-PMU采用了分布式的方式，可以同时对多个节点进行测量，获得更加全面的监测数据。

该装置依据卫星同步技术进行精确时钟同步，实现测量值的同步。

原理DS-PMU主要由测量单元、数据采集单元、数据传输单元和控制单元四个模块组成。

其中，测量单元用于对电压、电流等数据进行测量和处理；数据采集单元用于对测量数据进行采集和处理；数据传输单元用于将采集到的数据传输到控制单元；控制单元用于对测量数据进行处理和分析，并根据需要进行控制命令的下发。

DS-PMU采用相量测量技术，通过对电压和电流进行同时测量，并通过相量变换计算出电网中的相量参数，如电压、电流、相位、频率等。

相量测量不仅能够实现相位和频率的测量，还可以通过相量拟合等算法实现对电压稳态和暂态过程的监测。

DS-PMU还可以通过将多个相量合成一个全系统相量的方式，获得电力系统的全面监测数据，从而实现对电力系统的稳定性、安全性和可靠性的全面监测。

特点•高精度：DS-PMU采用了高精度的相量测量技术，可以实现相位和频率的高精度测量，并通过相量拟合算法实现对电力系统的全面监测。

•大容量：DS-PMU可以同时对多个节点进行测量，多个节点测量数据可以合成一个全系统相量，获得电力系统的全面监测数据，容量可达数百M/s，可以满足大规模电网监测需求。

•高可靠性：DS-PMU采用了精确时钟同步技术，实现了多节点数据同步，能够解决测量数据相位一致性问题，提高了数据采集和处理的可靠性。

•分布式：DS-PMU采用分布式的方式进行测量，可以在电力系统的多个节点进行测量，获得更加全面的监测数据，提高了监测的准确性。

•智能化：DS-PMU采用了先进的数据处理技术，可以对监测数据进行实时处理和分析，根据需要进行控制命令的下发，实现对电力系统的智能监测和控制。

同步相量测量装置引言：同步相量测量装置是一种用于测量电力系统中电压和电流的相量值的设备。

相量测量是对电力系统进行稳定状态分析和故障检测的重要工具。

本文将介绍同步相量测量装置的原理、组成、工作方式以及在电力系统中的应用。

一、原理同步相量测量装置的工作原理基于电力系统中电压和电流的相量性质。

相量是一个具有大小和相位的量，用于表示交流电信号。

电压和电流相位的测量对于电力系统的分析和保护至关重要。

同步相量测量装置通过两种方式测量电压和电流的相量：1. 电流采样：同步相量测量装置通过外部采样装置，如电流互感器等，获取电流信号。

电流互感器将电流信号转化为与电流成正比的电压信号，并通过滤波和放大电路进行处理。

然后，这些电压信号经过转换和数字化处理，最终得到电流的相量值。

2. 电压测量：同步相量测量装置使用电压传感器直接测量系统中的电压信号，并将其转化为与电压成正比的电压信号。

然后，通过滤波和放大电路对电压信号进行处理，并进行转换和数字化处理，从而得到电压的相量值。

二、组成同步相量测量装置通常由以下几部分组成：1. 采样单元：采样单元负责从电力系统中获取电流和电压信号，并将其转化为适合进行数字化处理的信号。

2. 数字处理单元：数字处理单元负责对采样单元获得的电流和电压信号进行转换、滤波和数字化处理。

3. 相量计算单元：相量计算单元负责根据电流和电压信号的相位和幅值计算电流和电压的相量值，并提供相量值的输出。

4. 通信接口：通信接口用于将同步相量测量装置与其他系统连接，例如与监控系统进行数据传输和与保护装置进行通信。

三、工作方式同步相量测量装置的工作可以分为以下几个步骤：1. 采样：同步相量测量装置从电力系统中采样电流和电压信号。

采样可以是连续的或间歇的，取决于测量的目的和要求。

2. 转换和数字化处理：采样单元将采样得到的电流和电压信号转换为适合进行数字化处理的信号。

数字处理单元对转换后的信号进行滤波和放大，并进行数字化处理，得到原始数据。

主要功能1）同步相量测量a) 同步采集测量点的三相电压和三相电流，计算三相基波电压、三相基波电流、正序基波电压相量、正序基波电流相量、频率和频率变化率；b) 同步测量发电机内电势及功角，利用发电机的电气参数和机端电压电流相量计算发电机内电势相角和功角；同时可利用接入发电机键相脉冲信号实测发电机内电势相角和功角，在转速脉冲信号较好的场合，支持接入转速脉冲测量发电机内电势相角和功角；c) 同步测量采集点开关量信息，如断路器开关位置、刀闸位置、发电机PSS及A VR 等开关量信息；d) 同步测量发电机辅助信号，如励磁信号、转速信号、一次调频信号等。

2）实时数据记录a) 连续记录所测电压电流基波正序相量、三相电压基波相量、三相电流基波相量、频率、频率变化率及开关状态信号；此外，安装在发电厂的相量测量装置可连续记录发电机内电势和功角；b) 当电力系统发生下列事件时装置能建立事件标识，方便用户获取事件发生时段的动态数据：i. 频率越限；ii. 频率变化率越限；iii. 幅值越上限，包括正序电压、正序电流、负序电压、负序电流、零序电压、零序电流、相电压、相电流越上限等；iv. 幅值越下限，包括正序电压、相电压越下限等；v. 发电机功角越限，包括发电机内电势领先机端电压的超前，发电机内电势落后机端电压的滞后；c) 实时记录装置告警信息，按照时间顺序存储方便运行人员查阅。

3）实时数据通信a) 实时将装置采集的电压相量、电流相量、频率、发电机内电势、功率等数据和装置的状态信息传送到主站；b) 实时数据上传，支持一发多收，可同时与多个主站实时通信且互不影响；c) 装置动态数据的实时传送速率可以整定，具备10、25、50、100次/秒的可选速率；d) 装置和主站通信的应用层协议符合《实时动态监测系统传输协议》。

人机接口人机接口组件分为I型和II型两种人机接口组件1）I型组件：带液晶显示、状态指示灯、操作按键、复归按钮、调试以太网口，只能在主机上配置I型组件，用于显示装置运行工况信息等；2）II型组件：带装置指示灯、复归按钮、调试以太网口，只能在从机上配置II型组件。

同步相量测量装置作用同步相量测量装置（Synchronized Phasor Measurement Unit，简称PMU）是一种用于对电力系统进行实时监测和控制的高精度测量设备。

它能够准确测量电压、电流等相位和振幅信息，并与时间戳同步。

PMU主要由一台GPS接收器、一台高精度时钟、一台A/D转换器和一台通信模块组成。

PMU的作用主要有以下几个方面：1.实时监测电力系统状态：通过精确测量电流和电压的相位、频率、振幅等信息，PMU能够实时监测电力系统的状态。

它能够提供高精度、高频率的数据，帮助运行人员了解系统的实际运行情况，包括电压的稳定性、频率偏差、相位角等指标，从而及时发现潜在的问题和异常。

2.电力系统可靠性评估：PMU能够实时记录电网中的电流和电压波形数据，并与时间戳同步。

这些数据可以用于电力系统的可靠性评估，通过分析不同时刻系统的状态和性能，可以检测到潜在的故障和问题。

通过PMU提供的数据，可以进行故障分析和定位，并及时采取相应的措施以保障电网的稳定运行。

3.功率平衡和负载管理：PMU能够提供各个节点的电压和电流数据，这对于功率平衡和负载管理非常重要。

通过实时监测电网中不同节点的功率波动，可以及时发现负荷过重或不平衡的情况，并采取相应的调整措施。

同时，PMU还可以提供功率因数、无功功率等信息，为系统负载管理提供参考依据。

4.电能计量和电费结算：PMU可以提供准确的电流和电压数据，这对于电能计量和电费结算至关重要。

传统的电能计量方式往往存在一定的误差，而PMU能够提供高精度的电能数据，可以减少计量误差，提高电费的结算准确性。

5.电力系统灾难响应：PMU提供的高频率数据可以用于电力系统的灾难响应。

比如，在发生地震、风暴或其他灾害时，PMU能够提供实时的数据，帮助分析师和运行人员迅速评估电力系统的状况以及可能出现的问题，并及时采取反应措施。

总之，同步相量测量装置是电力系统监测和控制的关键设备，它能够提供高精度、高频率的电压和电流等参数数据，帮助监测运行状态、评估系统可靠性、进行负载管理和能效分析等。