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同步相量测量(PMU)系统改造与应用作者：李丹来源：《城市建设理论研究》2013年第28期摘要：同步相量测量就是在电厂和变电站实时测量相角（包括发电机的功角和母线电压相角）等电气参量，利用全球定位系统(GPS)实现时钟同步,并把打上时标的电气参数利用高速数据通道传输到调度中心的调度自动化系统。
使相关运行人员实时监视系统母线电压向量和发电机的功角变化；同时，由于提供了精确实测的电网状态参数，可以使以前只能离线计算的电力系统稳定分析等更准确地用于实时计算，从而实时地进行动态安全分析，对运行的电力系统实现预防性控制、紧急控制。
关键词：同步相量测量；实时测量；GPS；数据传输；动态安全分析中图分类号：P228.4文献标识码： A前言随着电力系统规模的日益壮大, 现代电力系统的结构及运行方式也日趋复杂，为保证电力系统的稳定运行，可靠、动态实时的监控具有十分重要的意义。
目前主体的监测手段集中于稳态和局部监控阶段,电网的实时动态同步量测工作,对于系统的运行调度来说缺少有效的监测管理平台。
同步相量测量装置是电力系统实时动态监测系统的基础和核心，它能为电力系统的安全稳定运行提供有力的监测手段，同步相量测量装置利用高精度的GPS卫星同步时钟实现时钟同步,并把打上时标的电气参数利用高速数据通道传输到中调，使相关人员实时监视系统母线电压向量和发电机的功角变化，极大提高电力系统的监控水平和稳定运行水平。
同时通过同步相量装置将有时标的一次调频信息、发电机及励磁系统电气量信号上传到中调，提高电网对各厂站发电机监视功能，有利于电网异常运行情况分析。
一．我厂PMU现状我厂有四台发电机组，其中1号机和2号机为两台220MW机组，3号机和4号机为两台300MW机组，四台发电机全部采用三级励磁方式。
原同步相量测量装置采用河海大学与河南省电力公司共同开发生产同步相量测量装置，于2003年投入运行。
原系统主屏安装在#2机电气保护室，配有相量测量装置主机、GPS授时单元和#1机相量测量单元及#2机相量测量单元。
电力系统同步相量测量单元（PMU）应用和维护莫荣辉【摘要】With the rapid economic development, electricity demand is rising, the grid has entered the stage of“ultra high voltage,large power grid interconnection, big power”.In order to improve the level of power system dynamic monitoring,ensure the safe and stable operation of power grid,this paper improve the synchronous phasor measurement unit PMU device stability and reliability of the power system, the synchro-nous phasor measurement unit (PMU) of daily maintenance and equipment clock patrol,and make full use of the characteristics of synchronized phasor measurement unit PMU data the synchronous phasor measurement unit, play the role of PMU.%随着经济的快速发展，电力需求不断提升，电网已进入“特高压互联、大电网、大电源”的发展阶段。
为了提高电网的动态监视水平，保证电网安全稳定运行，本文提出切实提升同步相量测量单元PMU装置的稳定性和可靠性，对电力系统同步相量测量单元（PMU）时钟的维护和设备的日常维护巡视，并提出充分利用同步相量测量单元PMU动态数据的特点，发挥同步相量测量单元PMU的作用。
PMU(同步相量测量装置)的检测技术及误差处理措施分析摘要：同步相量测量装置是一种新型检测技术，其可以对动态变化的数据参量进行跟踪测量，与传统测量方法不同，同步相量检测是建立在新统计原理下的数据处理方法。
从概率统计上看，任何数据都存在一定的不可用性，如果数据呈现多种误差现象，则数据所表现的动态变化信息将会干扰技术人员核算、处理工作。
基于此，文章将结合PMU检测、误差处理内容，对其技术措施的应用重点和难点进行系统分析。
关键词：PMU（同步相量测量装置）；检测技术；误差处理；措施分析中图分类号：TM933 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）15-0090-01为加强数据对电力系统的动态监测和控制，很多发电厂都会选择安装PMU装置，创建自身的动态监测系统，在这个系统下，发电厂的工作人员可以实时搜集到电力系统中各运行设备的动态，保证其能够安全、稳定的运行。
1PMU装置1.1PMU装置功能简述PMU是承载一个运行系统在动态环境下的监测、控制工作的核心装置，其不仅可以准确探测、搜集到每个运营设备的数据信息，还能第一时间将这些信息汇总，输入到数据库中，运用强大的数据处理功能和快捷的通讯能力，将数据传导到人机界面上，供工作人员参考处理。
1.2PMU装置工作原理分析PMU装置能进行动态测量工作，在高速监测环境下，数据采样仪器和交流采样装置协同运作，在保持高准确度测量效果的同时，增强信息的交互性运用。
PMU是以绝对电量和绝对相位角为坐标，电流信号、相量数据、电压信号等多种测量参量为依据的数据处理系统。
信号可以同步完成多个信号的交流工作，误差在1μs之内。
同时，每个相量数据还会根据调度中心的控制决策，进行电气量分析。
如果电力系统的电网层出现断流现象，则该电网的动态变化特征将会以动态数据的形式表现出来。
2PMU装置与传统测量方式的差异20世纪80~90年代，随着电力系统的供电规模逐渐扩大，电力交流和传送装置咋检测方法、运行模式、管理制度等方面都发生了很大的变化。
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。
中国南方电网同步相量测量装置（PMU）配置和运行管理规定中国南方电网同步相量测量装置(PMU)配置和运行管理规定中国南方电网同步相量测量装置（PMU）配置和运行治理规定（试行）1范畴本规定适用于中国南方电网PMU装置的配置和运行治理。
南方电网公司各有关部门和单位、南方电网各并网发电企业，均应遵守本规定；有关单位在南方电网开展PMU装置的设计、施工、制造、运行爱护等工作时，也应遵守本规定。
2总则2.1为保证南方电网“广域测量系统”（以下简称“W AMS系统”）的安全、可靠运行，为电网运行提供准确的动态数据和故障信息，依据《电力系统安全稳固导则》（DL755－2001）、《电网运行准则》（DL/T 1040-200 7）、《电网运行规则（试行）》（电监会22号令）、《中国南方电网电力调度治理规程》（Q/CSG 2 1003-2008）等有关规程规定，结合南方电网实际情形，特制定本规定。
3规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓舞按照本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
IEEE C37.118- 2005 电力系统同步相量标准ANSI/IEEE C37.111-1991 电力系统暂态数据交换通用格式DL/T 478-2001 静态继电爱护及安全自动装置通用技术条件GB/T 14285-2006 继电爱护和安全自动装置技术规程国家电力监管委员会5号令电力二次系统安全防护规定南方电网电力二次系统安全防护技术实施规范DL 476-1992 电力系统实时数据通信应用层协议DL/T 995-2006 继电爱护和电网安全自动装置检验规程DL/T 553-1994 220kV～500kV电力系统故障动态记录技术准则DL/T 663-1999 220kV～500kV电力系统故障动态记录装置检测要求4术语和定义4.1相量phasor正弦量的复数表示形式。
中国南方电网同步相量测量装置(PMU)配置和运行管理规定中国南方电网同步相量测量装置（PMU）配置和运行治理规定（试行）1范畴本规定适用于中国南方电网PMU装置的配置和运行治理。
南方电网公司各有关部门和单位、南方电网各并网发电企业，均应遵守本规定；有关单位在南方电网开展PMU装置的设计、施工、制造、运行爱护等工作时，也应遵守本规定。
2总则2.1为保证南方电网“广域测量系统”（以下简称“W AMS系统”）的安全、可靠运行，为电网运行提供准确的动态数据和故障信息，依据《电力系统安全稳固导则》（DL755－2001）、《电网运行准则》（DL/T 1040-200 7）、《电网运行规则（试行）》（电监会22号令）、《中国南方电网电力调度治理规程》（Q/CSG 2 1003-2008）等有关规程规定，结合南方电网实际情形，特制定本规定。
3规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓舞按照本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
IEEE C37.118- 2005 电力系统同步相量标准ANSI/IEEE C37.111-1991 电力系统暂态数据交换通用格式DL/T 478-2001 静态继电爱护及安全自动装置通用技术条件GB/T 14285-2006 继电爱护和安全自动装置技术规程国家电力监管委员会5号令电力二次系统安全防护规定南方电网电力二次系统安全防护技术实施规范DL 476-1992 电力系统实时数据通信应用层协议DL/T 995-2006 继电爱护和电网安全自动装置检验规程DL/T 553-1994 220kV～500kV电力系统故障动态记录技术准则DL/T 663-1999 220kV～500kV电力系统故障动态记录装置检测要求4术语和定义4.1相量phasor正弦量的复数表示形式。
《中国南方电网同步相量测量装置(PMU)配置和运行管理规定(试行)》要点附件:中国南方电网同步相量测量装置（PMU）配置和运行管理规定（试行）1范围本规定适用于中国南方电网PMU装置的配置和运行管理。
南方电网公司各相关部门和单位、南方电网各并网发电企业，均应遵守本规定；有关单位在南方电网开展PMU装置的设计、施工、制造、运行维护等工作时，也应遵守本规定。
2总则2.1为保证南方电网“广域测量系统”（以下简称“WAMS 系统”）的安全、可靠运行，为电网运行提供准确的动态数据和故障信息，依据《电力系统安全稳定导则》（DL755－2001）、《电网运行准则》（DL/T 1040-2007）、《电网运行规则（试行）》（电监会22号令）、《中国南方电网电力调度管理规程》（Q/CSG-2-2 1003-2008）等有关规程规定，结合南方电网实际情况，特制定本规定。
3规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
IEEE C37.118- 2005 电力系统同步相量标准ANSI/IEEE C37.111-1991 电力系统暂态数据交换通用格式DL/T 478-2001 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件GB/T 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程国家电力监管委员会5号令电力二次系统安全防护规定南方电网电力二次系统安全防护技术实施规范-3-DL 476-1992 电力系统实时数据通信应用层协议DL/T 995-2006 继电保护和电网安全自动装置检验规程DL/T 553-1994 220kV～500kV电力系统故障动态记录技术准则DL/T 663-1999 220kV～500kV电力系统故障动态记录装置检测要求4术语和定义4.1相量phasor正弦量的复数表示形式。
浅谈同步相量测量装置PMU随着中国电力系统的快速发展，对电网动态安全监测提出了更高的要求。
电网广域测量系统（WAMS）作为一种新型、有效的监测系统，通过同步采集相量数据为电网监测技术提供了新方向。
同步相量测量装置（PMU）是广域测量系统的基础单元，其测量的精确性和实时性是直接影响到电力系统动态监视与分析、继电保护等高级应用的重要因素。
本文介绍了同步相量测量装置的结构原理，以及相关的几种同步方法、频率跟踪方法和同步相量测量算法，并对其各自的优缺点进行分析。
标签：电网动态安全监测；广域测量系统；同步相量测量装置1 引言电力是现代社会经济发展和日常生活不可或缺的一种能源。
自美国加拿大发生史上最严重的大停电，世界各地相继曝出大规模停电事故，其给社会和居民生活造成难以估计的损失。
同时，电网的安全可靠运行愈发引起了各国的重视，对于电网安全监测技术的要求也随之提高。
广域测量系统（WAMS）是一种新型的电网监控系统，主要用于监测电力系统动态运行情况。
相较于传统的SCADA系统，WAMS通过GPS统一授时，为电网内不同测量点提供同步参考时标并进行相量数据的同步采集，从而实现电网运行动态监视[1，2]。
同步相量测量装置PMU是WAMS的基本单元，是用于进行同步相量的测量和输出以及进行动态记录的装置，利用PMU可改善对系统稳态情况的监测性能和进行状态估计。
PMU的核心特征包括基于标准时钟信号的同步相量测量、失去标准时钟的守时能力、PMU与主站之间能够实时通信并遵循有关通信协议。
2 同步相量测量装置的技术原理PMU通过传感器采集电力信号，经滤波器滤除谐波干扰，GPS模块产生秒脉冲（PPS，即每秒1个脉冲），和频率跟踪与测量环节合成异地同步采样脉冲序列，AD转换器接收到采用脉冲后触发模数转换，在微处理器中进行数据计算处理并定上时钟标刻，发送至数据中心。
PMU测量信号的处理分别包括异地同步、频率跟踪测量和同步相量测量。
异地同步方法有选取数据窗的起始、中间或末尾作为同步时标三种。
广域相量测量系统综述[摘要]本文首先对广域同步相量测量系统（WAMS）进行了简要介绍，然后对其主要单元PMU的基本原理和结构进行了论述，最后对WAMS在电力系统各方向的应用进行了阐述。
[关键词]电力系统；相量测量装置（PMU）；广域相量测量系统（WAMS）引言随着特高压输电和“西电东送、全国联网”工程的建设，我国电网互联规模越来越大，将引起低频振荡，电力市场进程的不断推进使得某些断面经常运行在接近于满负荷或满负荷状态，电力系统运行的复杂程度日益增加，电网安全问题日益突出，使得对电力系统的稳定性要求也越来越高。
传统的SCADA／EMS调度监控系统，由于缺少电力系统不同地点之间的基准时间，所以只能用于电力系统的稳态特性分析，难以实现系统的实时动态特性分析。
基于PMU的广域测量系统（wide Area Measurement System，简称WAMS），利用成熟的GPS技术，能够为全系统提供准确的基准时间，能够实时地反映全网系统的动态变化，对系统的安全稳定运行起到了重要的作用。
1.广域电网相量测量系统的发展国外对于PMU的研究起始于20世纪80年代的美国，1983年美国GPS的出现，为相角测量提供了时钟精度上的保证。
1993年美国研发出了第一台PMU，标志着同步相量技术的实用化。
美国西部电力系统协调委员会（western System Coordinating Council简称WSCc）已经基本建成了以PMU为基础的WAMS，投入了近百个PMU。
1997年法国电力公司计划组建基于PMU的协调防御控制系统。
1995年前后国内开始了对PMU的研究，率先开始该领域研究的是清华大学电机工程系，1997年同黑龙江东部电网合作，安装了7个PMU。
近年，随着GPS技术和通讯技术的快速发展和不断完善，加快了PMU应用的发展，全国各大电网正在实施或已部分完成庞大的WAMS。
2.PMU基本原理及结构基于全球定位系统（GPS）的相量测量单元PMU具有传统数据采集系统的功能，即对电流、电压等电气量的幅值和频率的采集，同时还具有传统数据采集系统无法实现的功能：对相角的采集。
第2章广域同步相量测量技术同步相量技术能够利用GPS信息同步地采样模拟电压、电流信号，可以得到电压和电流信号的幅值和相角，被认为是电力系统未来最重要的测量技术。
同步相量技术的特性：（1）它能够提供时间同步的次秒级采样数据，典型的每秒10，25或60个采样值。
可用于电力系统广域实时动态监测、稳定监测、稳定裕度监测，同时也可以提高状态估计，实施广域控制与保护等功能。
(2) 传统的SCADA系统是基于稳态潮流分析，因此无法观测系统的动态特性。
而同步相量技术通过采集次秒级的同步相量数据能够观测电力系统的动态行为。
（3）同步相量数据可以使得局部母线测量信息用于电网的广域动态显示，因此可以实现分布式传感和协调控制；（4）同步相量测量可以直接提供次秒级的相角信息。
这些相角数据传统上是通过状态估计得到的，一般每5分钟更新一次。
（5）同步测量信息能够提高事故后扰动分析能力。
为了实现同步相量测量，IEC制定了IEC 1344－1995规约，而后进行了修正，并在2005年形成IEC C37.118-2005规约，该规约对非额定频率的信号进行了详细的定义。
系统必须要能够接收具有高精度、可靠的时钟信号。
目前，世界上共有四大卫星定位系统：美国GPS、欧洲伽利略GALILEO、俄罗斯的格洛纳斯GLONASS和我国的北斗卫星导航系统。
美国的全球定位系统（GPS）使用21+3颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星导航系统。
每颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
欧洲“伽利略”系统与GPS相比，有较大的不同。
“伽利略”计划是一种中高度圆轨道卫星定位方案。
该系统总共发射30颗卫星，其中27颗卫星为工作卫星，3颗为候补卫星。
