PMU同步相量测量装置原理及维护

20世纪90年代初,基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的相量测量单元(Phasor Measurement Unit,PMU)的成功研制,标志着同步相量(synchrophasor)技术的诞生。

然而由于当时商业GPS技术条件的限制以及缺少高速通信的网络,PMU直到最近几年才在电力系统中的广泛应用PMU(phasor measurement unit 相量测量装置 ) 是利用 GPS 秒脉冲作为同步时钟构成的相量测量单元 , 可用来测量电力系统在暂态过程中各节点的电压向量，已被广泛应用于电力系统的动态监测、状态估计、系统保护、区域稳定控制、系统分析和预测等领域，是保障电网安全运行的重要设备。

在电力系统重要的变电站和发电厂安装同步相量测量装置（PMU），构建电力系统实时动态监测系统，并通过调度中心分析中心站实现对电力系统动态过程的监测和分析。

该系统将成为电力系统调度中心的动态实时数据平台的主要数据源，并逐步与SCADA/EMS系统及安全自动控制系统相结合，以加强对电力系统动态安全稳定的监控。

PMU 子站系统上传数据有：发电机功角、内电势、机端三相基波电压相量、机端基波正序电压相量、机端三相基波电流相量、机端基波正序电流相量、有功功率、无功功率、励磁电流、励磁电压、转子转速。

以SCADA/EMS为代表的调度监测系统是在潮流水平上的电力系统稳态行为监测系统，缺点是不能监测和辨识电力系统的动态行为。

部分带有同步定时的故障录波装置由于缺少相量算法和必要的通信联系，也无法实时观测和监督电力系统的动态行为。

随着“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，电网调度部门迫切需要一种实时反映大电网动态行为的监测手段。

为大力推进建设电网动态安全监测预警系统。

即整合能量管理（EMS）、离线方式计算广域相量测量等系统，实现在线安全分析和安全预警，先期在国家电力调度通信中心组织实施，并逐步推广到网省调，以提高互联电网的安全稳定水平，有效预防电网事故，构筑电网安全防御体系。

PMU同步相量测量装置原理及维护
理论介绍
1、同步相量测量装置原理
同步相量测量装置（Synchronous Phase Measuring Unit，简称PMU）是一种用于测量电力系统中的同步量及相关量的设备，是电力系统原始信
息的采集、实时监测、回馈给其他设备的重要手段。

PMU具有较高的测量
精度、快速响应时间、不需要电源网络等优点，能够完成非常快速、非常
准确的同步相量测量。

典型的PMU结构由模拟采集部分、数字处理部分和通信接口部分组成。

模拟采集部分主要由相位测量单元、电压测量单元和电压开关量采集单元
组成，该部分主要负责采集大范围内的同步相量和电压开关量，并将其转
换为数字信号。

数字处理部分主要由数据处理模块、时间频控模块和状态
提取模块组成，其中包括电压及功率的计算、数据处理和数据转发等功能。

PMU还具有极好的通讯能力，可以将采集的数据通过以太网、GPRS等方式
传输到相应的监控系统中，从而使监控系统能够更准确的判断电力系统的
状态。

2、PMU维护
（1）保持良好的PMU机柜内环境：PMU机柜内要保持良好的环境，
保持适当的温度和湿度，确保机柜内空气流通。

（2）检查数字量输入：通过检查数字量输入，确保机柜内模拟采集
系统的正确运行。

第33卷　第9期2005年9月华东电力Vol.33　No.9 Sep.　2005P M U同步相量测量装置的检测和误差处理方法庄黎明,潘永刚(华东电力试验研究院,上海　200437)摘　要:对比了传统的检测方法与动态检测方法的不同,分析了测量原理和误差处理上的区别,认定了传统的误差处理方法的不可用性。

对P MU同步相量测量装置,提出运用概率统计的原理建立新的检测方法和误差处理方法。

关键词:P MU装置;动态测量;随机误差;标准偏差;误差离散性;置信区间中图分类号:　T M743　文献标识码:B 文章编号:100129529(2005)0920045202D etecti on functi on of Pha se M ea sure m en t Un it and its error trea t m en t m ethodsZUAN G L i-m ing,PAN Yong-gang(East China Electric Power Test&Research I nstitute,Shanghai200437,China)Abstract:The difference bet w een the Phase Measure ment Unit(P MU)and the traditi onal measure ment method is compared,including the difference bet w een the t w o in the as pects of measurement p rinci p le and err or treat m ent,and the traditi onal err or treat m entmethod is p r oved inaccurate.The ne w detecti on and err or treat m entmethods using p r ob2 ability statistics are put for ward f or P UM.Key words:P MU;dynam ic measure ment;random err or;standard deviati on;err or discretizati on;confidence interval 为了进一步加强电力系统调度中心对电力系统的动态稳定监测与分析的能力,需要在重要的变电站和发电厂安装P MU同步相量测量装置(Phase Measure ment Unit,以下简称P MU装置),构建电力系统实时动态监测系统,并通过调度中心分析中心站实现对电力系统动态过程的监测和分析。