同步相量測量裝置測量單元的設計與實現.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴大，人們對電網實時監(jiān)控的要求不斷提高。同步相量測量裝置因其在同步測量及實時監(jiān)測等方面的優(yōu)勢，已經成為現代電力監(jiān)控的核心部分并廣泛應用于廣域測量系統(tǒng)。同步相量測量裝置將各監(jiān)測點帶有全網時間標簽的母線相量、發(fā)電機功角等信息發(fā)送給控制中心，實現了全網的實時動態(tài)監(jiān)測。該文對同步相量測量裝置的測量單元進行了研究，并進行了硬件設計和軟件實現。測量單元分為同步母線相量測量單元和同步發(fā)電機絕對內電勢測量單元，分別測量母線相量和發(fā)

2、電機功角、轉速。
　　文中首先介紹了測量單元的總體結構，分章節(jié)進行硬件設計和軟件實現。硬件設計包括模擬信號采集模塊、鍵相脈沖采集模塊、測量單元控制模塊、網絡通信硬件設計等子模塊，軟件實現主要是數據處理及通信模塊。
　　模擬信號采集模塊包括強電信號采集電路、電壓跟隨器、濾波器和模數轉換電路。這一模塊功能是實現電網強電信號采集、濾除干擾，并將模擬信號轉換成數字信號，完成待測信號的采集。鍵相脈沖采集模塊完成發(fā)電機鍵相脈沖無延時采集

3、。測量單元控制模塊是CPLD+DSP的控制架構，CPLD根據接收到的GPS信號發(fā)出采樣脈沖，并在同步發(fā)電機絕對內電勢測量單元中采集鍵相脈沖，計算發(fā)電機鍵相脈沖角和轉速，DSP是測量單元主處理器，負責數據處理、分析等工作。網絡通信硬件設計是基于Rabbit3000單片機的網絡通信最小系統(tǒng)，將測量數據通過網絡傳送給上層處理器。
　　數據處理及通信模塊主要是DSP中相量測量算法、相量分解算法、功角測量算法等算法的實現和Rabbit300

4、0中網絡通信的實現。文中選擇相量測量方法為離散傅里葉變換法，實現了基4快速傅里葉變換、DFT遞推算法、DFT修正算法獲取基波相量。經過對稱分量法將相量分解為正序、負序和零序分量。選用改進的功角測量方法避免了傳統(tǒng)過零檢測導致的誤差，提高了測量精度?；贒ynamic C的測量單元與上層處理器網絡通信設計，使數據傳輸距離更遠，傳輸速度更快。
　　文章在最后對設計完成的測量單元進行了測試，測試結果表明，測量單元可以實現母線相量和發(fā)電機內