AC2000电力系统相量测量装置

中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP12004-12-141PAC-2000电力系统相量测量装置产品介绍中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP2PAC-2000电力系统同步相量测量装置电力系统同步相量测量装置n同步相量测量技术同步相量测量技术nCEPRI 相量测量的研究历程相量测量的研究历程n装置简介装置简介n装置性能特征装置性能特征n装置主要功能装置主要功能中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP3 同步相量测量技术同步相量测量技术中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP4术语和定义术语和定义(1)n同步相量同步相量 synchrophasor：以标准时间信号作为以标准时间信号作为采样过程的基准，通过对采样数据计算而得的相采样过程的基准，通过对采样数据计算而得的相量称为同步相量。因而，各个节点的相量之间存量称为同步相量。因而，各个节点的相量之间存在着确定统一的相位关系。在着确定统一的相位关系。n相量测量装置相量测量装置 phasor measurement unit(PMU)：用于进行同步相量的测量和输出以及进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。行动态记录的装置。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP5术语和定义术语和定义(2)n电力系统实时动态监测系统电力系统实时动态监测系统 real time power system dynamic monitoring system：基于同步相量测量以及现基于同步相量测量以及现代通信技术，对地域广阔的电力系统动态过程进行监测和代通信技术，对地域广阔的电力系统动态过程进行监测和分析的系统。分析的系统。n主站主站 main station：安装在电力系统调度中心，用于接收、安装在电力系统调度中心，用于接收、管理、存储、分析、告警、决策和转发动态数据的计算机管理、存储、分析、告警、决策和转发动态数据的计算机系统。系统。n子站子站 substation：安装在同一发电厂或变电站的相量测量安装在同一发电厂或变电站的相量测量装置和数据集中器的集合。子站可以是单台相量测量装置，装置和数据集中器的集合。子站可以是单台相量测量装置，也可以由多台相量测量装置和数据集中器构成。也可以由多台相量测量装置和数据集中器构成。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP6同步相量的表示同步相量的表示 XmXmt=0(1 PPS)signalx(t)tcos(X2(t)X0-900Nk2j1N0kkexN2Xt=0(1 PPS)P7同步相量测量同步相量测量同步采样脉冲同步采样脉冲GPS1V22V2O1V2V电电网网节节点点1电电网网节节点点2电网调度中心电网调度中心同步采样脉冲同步采样脉冲2VOO1VP8电力系统实时动态监测系统的组成电力系统实时动态监测系统的组成电力系统实时动态监测系统电力系统实时动态监测系统主主 站站通信系统通信系统子子 站站相量测量装置相量测量装置（PMU）数据集中器（数据集中器（DC）P9电力系统实时动态监测系统的拓扑结构电力系统实时动态监测系统的拓扑结构子站A1子站A2子站A3子站B1子站B2东北主站华北主站国调主站中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP10相量测量装置的主要特点和技术关键相量测量装置的主要特点和技术关键(1)n同步性：同步性：相量测量装置应能利用同步时钟（如相量测量装置应能利用同步时钟（如GPS）的秒脉冲信号同步装置的采样脉冲，采样）的秒脉冲信号同步装置的采样脉冲，采样脉冲的同步误差应不大于脉冲的同步误差应不大于1 s。n实时性：实时性：相量测量装置在高速通信系统的支撑下，相量测量装置在高速通信系统的支撑下，能实时地将各种数据传送至多个主站，并能实时能实时地将各种数据传送至多个主站，并能实时接收各主站的命令。接收各主站的命令。n高速度：高速度：相量测量装置必须具有高速的内部数据相量测量装置必须具有高速的内部数据总线和对外通信接口，以满足大流量实时数据的总线和对外通信接口，以满足大流量实时数据的运算、存贮和对外发送。运算、存贮和对外发送。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP11相量测量装置的主要特点和技术关键相量测量装置的主要特点和技术关键(2)n高精度：高精度：相量测量装置必须具有足够高的测量精相量测量装置必须具有足够高的测量精度，一般度，一般A/D需在需在16位及以上，装置测量环节产生位及以上，装置测量环节产生的信号相位误差和幅值误差要进行补偿。的信号相位误差和幅值误差要进行补偿。n高可靠性：高可靠性：相量测量装置必须具备很高的可靠性，相量测量装置必须具备很高的可靠性，以满足未来的动态监控系统的可靠性要求。可靠以满足未来的动态监控系统的可靠性要求。可靠性体现在两方面，一是装置运行的稳定性和可靠性体现在两方面，一是装置运行的稳定性和可靠性；二是记录数据的安全可靠性。性；二是记录数据的安全可靠性。n大容量：大容量：相量测量装置必须具备足够大的存贮容相量测量装置必须具备足够大的存贮容量，以保证能长期记录和保存实时记录数据和暂量，以保证能长期记录和保存实时记录数据和暂态录波数据。态录波数据。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP12 CEPRI 相量测量的研究历程相量测量的研究历程中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP13组建国内第一套实时动态监测系统组建国内第一套实时动态监测系统n1995年，中国电科院在南方电网组建我国第一套年，中国电科院在南方电网组建我国第一套投入商业运行的实时功角监测系统。投入商业运行的实时功角监测系统。新疆西藏东北华北西北华中华东南方中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP14中国电科院的中国电科院的PMU研究之路研究之路n1998年，开始构建华东电网实时功角监测系统年，开始构建华东电网实时功角监测系统n2001年，开始构建福建电网实时功角监测系统年，开始构建福建电网实时功角监测系统 新疆西藏东北华北西北华中华东南方中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP15第一次在动态监测系统中直接测量发电机内电势第一次在动态监测系统中直接测量发电机内电势n2002年，中国电科院研制的年，中国电科院研制的GJ-205型发电机内电型发电机内电势测量仪在华东电网动态监测系统的徐州子站投势测量仪在华东电网动态监测系统的徐州子站投入运行。入运行。发电机内电势发电机内电势测试仪测试仪PMU中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP16组建了我国第一个大型混合相量测量系统组建了我国第一个大型混合相量测量系统n2003年，在东北电网组建了我国第一个采用不同年，在东北电网组建了我国第一个采用不同厂家、不同型号的厂家、不同型号的PMU装置混合构成的统一、开装置混合构成的统一、开放、兼容的新一代电力系统实时动态监测系统。放、兼容的新一代电力系统实时动态监测系统。新疆西藏东北华北西北华中华东南方主站：包含主站：包含2个厂家产品个厂家产品子站：包含子站：包含3个厂家产品个厂家产品中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP17参与制订我国第一部同步相量测量技术规范参与制订我国第一部同步相量测量技术规范n2002年，中国电科院作为主要起草单位年，中国电科院作为主要起草单位，参加了，参加了由国调中心组织的由国调中心组织的电力系统实时动态监测系统电力系统实时动态监测系统技术规范技术规范 试行试行稿的制订稿的制订。n2004年底，参与完成了年底，参与完成了电力系统实时动态监测电力系统实时动态监测系统技术规范系统技术规范修订稿的编写工作。修订稿的编写工作。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP18CEPRI 在相量测量领域的推广应用成效在相量测量领域的推广应用成效n1995年至年至2005年，经历了十年，经历了十余余年的探索、研究和年的探索、研究和推广应用推广应用：l组建了组建了 7 个电力系统实时动态监测系统；个电力系统实时动态监测系统；l建立了建立了 7 个主站；个主站；l建立了建立了 46 个子站；个子站；l有有 62 台台PMU装置在系统中运行。装置在系统中运行。P19中国电科院中国电科院PMU在电网中的分布在电网中的分布新疆西藏东北华北西北华中华东南方华东电网华东电网 2个主站个主站 20个子站个子站 28台台PMU国调系统国调系统 1个主站个主站 2个子站个子站 2台台PMU华中电网华中电网 1个主站个主站 8个子站个子站 15台台PMU南方电网南方电网 1个主站个主站 11个子站个子站 12台台PMU东北电网东北电网 1个主站个主站 1个子站个子站 1台台PMU西北电网西北电网 1个主站个主站 4个子站个子站 4台台PMUP20新一代新一代PMU装置研制成功装置研制成功n 2004年初，中国电科年初，中国电科院研制的新一代院研制的新一代PMU装置装置PAC-2000电电力系统相量测量装置在力系统相量测量装置在东北电网投入运行。东北电网投入运行。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP21新一代新一代PMU装置的推广应用装置的推广应用n2004年底，在华东电网中标的年底，在华东电网中标的7个子站共个子站共13台台PAC-2000装置顺利通过华东电网组织的工厂验收。装置顺利通过华东电网组织的工厂验收。目前所有屏柜已运抵现场，部分具备条件的厂站目前所有屏柜已运抵现场，部分具备条件的厂站已安装投运。已安装投运。n2005年年2月，月，PAC-2000装置在装置在500kV徐州三堡变徐州三堡变电站投入运行，成为国调中心实时动态监测系统电站投入运行，成为国调中心实时动态监测系统的一个新子站。的一个新子站。n与华东电网的合作开发项目与华东电网的合作开发项目发电机动态安全发电机动态安全监控系统目前正在研发中。这是业界首次将监控系统目前正在研发中。这是业界首次将PMU应用到发电厂就地监控中。应用到发电厂就地监控中。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP22PAC-2000在华东接受测试在华东接受测试n2004年年1月，中国电科院研制的月，中国电科院研制的PAC-2000同步相同步相量测量装置，受邀请参加了华东公司组织的量测量装置，受邀请参加了华东公司组织的PMU功能和性能测试，装置的多项性能指标在参试厂功能和性能测试，装置的多项性能指标在参试厂家中名列前茅家中名列前茅中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP23中国电科院的中国电科院的PMU研究之路研究之路n2005年底自主研发完成年底自主研发完成PAC-2000分布式相量测量分布式相量测量装置装置中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP24中国电科院的中国电科院的PMU研究之路研究之路n2006年底以年底以PI数据库为数据平台重庆电网数据库为数据平台重庆电网WAMS系统中标系统中标中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP25CEPRI 在相量测量领域的优势在相量测量领域的优势n拥有一支稳定的科研队伍拥有一支稳定的科研队伍n具有十年的功角测量技术研究和工程实施经验具有十年的功角测量技术研究和工程实施经验n具有大型、混合相量测量系统的系统集成和系统具有大型、混合相量测量系统的系统集成和系统调试经验调试经验n电力系统实时动态监测系统技术规范电力系统实时动态监测系统技术规范 的主要的主要制定者制定者中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP26CEPRI 在相量测量领域的优势在相量测量领域的优势n具有高级应用软件的开发实力具有高级应用软件的开发实力l中国电力系统分析的权威机构中国电力系统分析的权威机构l中国版中国版BPA程序的开发者程序的开发者lPSASP程序的开发者程序的开发者l超实时仿真技术的研发者超实时仿真技术的研发者l国内先进国内先进EMS系统的开发者系统的开发者l电力系统稳定控制技术的后起之秀电力系统稳定控制技术的后起之秀中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP27福福-双线功率振荡问题研究双线功率振荡问题研究n福建与华东电网联网后，联络线出现功率振荡问福建与华东电网联网后，联络线出现功率振荡问题，福建电网开展了多次系统试验，在华东电网题，福建电网开展了多次系统试验，在华东电网PMU实测数据的基础上，深入分析计算研究，对实测数据的基础上，深入分析计算研究，对联络线功率振荡问题做出了科学的结论，并提出联络线功率振荡问题做出了科学的结论，并提出有效的抑制措施。有效的抑制措施。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP28东北电网负荷模型研究东北电网负荷模型研究n2004年年3月月25日，在东北电网吉黑断面联络线进日，在东北电网吉黑断面联络线进行了两次大扰动试验，试验时实时动态监测系统行了两次大扰动试验，试验时实时动态监测系统（PMU）成功地记录了大量的暂态、动态数据。）成功地记录了大量的暂态、动态数据。n大扰动试验和仿真分析不仅证明了原来采用的负大扰动试验和仿真分析不仅证明了原来采用的负荷模型与实际不相符合，也为建立新的负荷模型荷模型与实际不相符合，也为建立新的负荷模型提供了准确的实测数据，同时进一步推进了我国提供了准确的实测数据，同时进一步推进了我国负荷模型的研究工作负荷模型的研究工作。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP29 PAC-2000装置简介装置简介中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP30PAC-2000装置的研究概况装置的研究概况n2003年年1月正式立项开发，月正式立项开发，2004年年3月第一台月第一台PAC-2000在东北电网投入运行。在东北电网投入运行。n积累十余年相量测量的推广应用经验，应用最新积累十余年相量测量的推广应用经验，应用最新科技发展成果。科技发展成果。n中国电科院独立开发，拥有自主知识产权。中国电科院独立开发，拥有自主知识产权。n全面满足全面满足电力系统实时动态监测系统技术规范电力系统实时动态监测系统技术规范的要求。的要求。P31PAC-2000装置的屏体外观图装置的屏体外观图P32PAC-2000装置的屏体布置图装置的屏体布置图(a)屏体正面图小开关变换器箱主机箱(b)屏体背面图键盘鼠标主机箱液晶显示器PAC-2000电力系统相量测量装置P33装置外观图装置外观图P34变换器箱外观图变换器箱外观图P35PAC-2000分布式相量测量装置组成分布式相量测量装置组成nPAC-2000S数据采集单元数据采集单元nGPS授时单元授时单元nPAC-2000P数据集中器数据集中器P36PAC-2000分布式系统架构分布式系统架构P37PAC-2000S数据采集单元数据采集单元AI1AI2AI3AI4CPUDI1 DO1 PWR68715432LAN1GPSRXOUTGPSPPSINGPSTXINANTENNALAN2nPC/104+QNX+ExtremeDBP38PAC-2000S数据采集单元数据采集单元n模拟量信号形式可以为交流电流、交流电模拟量信号形式可以为交流电流、交流电压、直流电流和直流电压压、直流电流和直流电压n可同时处理可同时处理48路模拟量信号、路模拟量信号、16路开关路开关量输入信号和量输入信号和8路开关量输出信号路开关量输出信号 n可直接接收可直接接收GPS信号，也可以接收光纤信信号，也可以接收光纤信号号P39GPS授时单元授时单元n输出信号输出信号l6路秒脉冲输出路秒脉冲输出l6路时间信息输出路时间信息输出n输入信号输入信号lGPS天线接口天线接口l1路秒脉冲输入路秒脉冲输入l1路时间信息输入路时间信息输入P40PAC-2000P数据集中器数据集中器n最多可接入最多可接入8台数据采集单元台数据采集单元n可向多主站传送数据可向多主站传送数据n存储所有数据采集单元的最多存储所有数据采集单元的最多14天动态数天动态数据据n存储暂态录波数据存储暂态录波数据n支持双硬盘备份支持双硬盘备份中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP41 装置性能特征装置性能特征中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP42PAC-2000装置的性能特征装置的性能特征n是硬件平台最先进是硬件平台最先进PMUn是守时精度最高的是守时精度最高的PMUn是供电方案最完善的是供电方案最完善的PMUn是测量通道最多的是测量通道最多的PMUn是人机界面最友好的是人机界面最友好的PMU中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP43 装置性能特征装置性能特征先进的硬件平台先进的硬件平台中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP44高性能的硬件平台结构高性能的硬件平台结构n采用第三代的采用第三代的CompactPCI工控总线和工控总线和DSP并行并行数据处理系统相结合的硬件平台数据处理系统相结合的硬件平台 n具有运行稳定可靠、结构层次清晰、总线速度快、具有运行稳定可靠、结构层次清晰、总线速度快、系统数据处理能力强等特点系统数据处理能力强等特点n严格按照严格按照CompactPCI工业标准设计，采用标准工业标准设计，采用标准化、模块化、开放式的结构设计，便于装置调试、化、模块化、开放式的结构设计，便于装置调试、现场维护和产品升级现场维护和产品升级 中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP45PAC-2000装置硬件硬件结构图装置硬件硬件结构图CPCI总线总线通信系统通信系统人机接口人机接口 同步时同步时钟输入钟输入同步时同步时钟输出钟输出开关信号输入开关信号输入 开关信号输出开关信号输出 模拟信号输入模拟信号输入 继电器继电器光电隔离光电隔离IO逻辑逻辑DSP信号调理信号调理16bit ADCDSP时钟电路时钟电路DSPGPS主控主控CPU数据储存数据储存中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP46中国工控机技术的发展历程中国工控机技术的发展历程CompactPCIIPCSTD1998年年90年代年代80年代年代生产过程生产过程自动化自动化管理信息化管理信息化退出历史舞台退出历史舞台中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP47CompactPCI工控总线平台工控总线平台中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP48CompactPCI工控总线平台工控总线平台后后I/O板板前插板前插板背板背板中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP49CompactPCI工控总线平台工控总线平台nCompactPCI与与ISA比较比较CompactPCIISA总线宽度64 bits16 bits总线速率66MHz8MHz总线接口气密针孔接头金手指抗振性能优异差电磁兼容性优异一般耐腐蚀优异差热插拔支持不支持中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP50高性能的高性能的DSPn32 bit 外部总线宽度外部总线宽度n200 MHz 时钟速度时钟速度n1600 MIPS 运算能力运算能力中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP51 装置性能特征装置性能特征稳定可靠的软件平台稳定可靠的软件平台中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP52稳定可靠的软件平台稳定可靠的软件平台n装置采用嵌入式实时操作系统装置采用嵌入式实时操作系统QNX作软件平台。作软件平台。n各模块相互独立，单个模块发生异常时不会影响各模块相互独立，单个模块发生异常时不会影响其他模块的正常运行。其他模块的正常运行。n当监控模块发现某一功能模块异常时，可以将该当监控模块发现某一功能模块异常时，可以将该模块删除，然后再重新启动该模块，其间，其他模块删除，然后再重新启动该模块，其间，其他模块仍维持正常运行。模块仍维持正常运行。n各模块可以独立升级。各模块可以独立升级。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP53装置软件结构示意图装置软件结构示意图数据采集数据采集模模 块块文件管理文件管理模模 块块人机对话人机对话模模 块块数据通信数据通信模模 块块共享数据区共享数据区监控及管理模块监控及管理模块中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP54QNX嵌入式实时操作系统嵌入式实时操作系统nQNX是由加拿大是由加拿大QSSL公司开发的分布式嵌入式公司开发的分布式嵌入式实时操作系统。实时操作系统。n2002年年QNX被被Dedicated Systems Expert 公司公司评为世界上最优秀的嵌入式实时操作系统之一。评为世界上最优秀的嵌入式实时操作系统之一。nQNX是真正的符合是真正的符合POSIX标准的实时操作系统，标准的实时操作系统，软件可移植性强。软件可移植性强。nQNX是基于微内核、完全地址空间保护体系结构是基于微内核、完全地址空间保护体系结构的操作系统，具有超强的稳定性、可靠性和可维的操作系统，具有超强的稳定性、可靠性和可维护性护性。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP55 装置性能特征装置性能特征先进的守时和测量技术先进的守时和测量技术中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP56先进的守时和测量技术先进的守时和测量技术n高性能高性能GPS接收模块、高精度晶振接收模块、高精度晶振n独独具具特特色色的精密守时电路的精密守时电路n16-bit A/D转换器转换器n硬件电路无可调元件硬件电路无可调元件n采用频率补偿、非线性补偿等多种软件修正采用频率补偿、非线性补偿等多种软件修正技术技术中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP57GPS时钟同步精度时钟同步精度nGPS信号正常时，时钟同步误差信号正常时，时钟同步误差 100ns。nGPS信号异常时，装置仍能正常工作，并具有极信号异常时，装置仍能正常工作，并具有极高的守时精度：高的守时精度：l失星失星 2 小时，时钟同步误差不大于小时，时钟同步误差不大于 30 s（0.5）l失星失星 10 小时，时钟同步误差不大于小时，时钟同步误差不大于 150 s（2.7）n装置只需捕获到一颗卫星信号便可保证时钟精度，装置只需捕获到一颗卫星信号便可保证时钟精度，这一性能特别适宜于山区和丘陵地区的发电厂和这一性能特别适宜于山区和丘陵地区的发电厂和变电站所安装的变电站所安装的PMU。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP58信号测量精度信号测量精度n电压幅值误差：电压幅值误差：0.1%(0.4Un2.0Un)n电流幅值误差：电流幅值误差：0.1%(0.4In10In)n功率引用误差：功率引用误差：0.1%n频率测量误差：频率测量误差：0.001Hz (45Hz 55Hz)n绝对相角测量误差：绝对相角测量误差：l500.1Hz：0.1l501.0Hz：0.2l503.0Hz：0.5中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP59 装置性能特征装置性能特征安全安全可靠可靠的冗余配置技术的冗余配置技术中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP60均衡冗余供电技术均衡冗余供电技术n装置采用两路可热插拔的电装置采用两路可热插拔的电源均衡冗余供电源均衡冗余供电。n任何一路电源故障（无论是任何一路电源故障（无论是外部供电故障，还是内部电外部供电故障，还是内部电源模块故障）都不会影响装源模块故障）都不会影响装置的正常运行。置的正常运行。n电源检修或更换装置电源模电源检修或更换装置电源模块时装置无须停运。块时装置无须停运。直流110V直流220V交流220VCompactPCI总线总线直流电源模块直流电源模块交流电源模块交流电源模块中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP61安全的数据存储方案安全的数据存储方案 n操作系统和程序文件保存在高可靠的操作系统和程序文件保存在高可靠的CF卡中，保卡中，保证了装置运行的可靠性不受硬盘故障的影响证了装置运行的可靠性不受硬盘故障的影响。n数据文件一式两份同时保存在两个独立的大容量数据文件一式两份同时保存在两个独立的大容量硬盘中，互为备份。防止单个硬盘发生故障所造硬盘中，互为备份。防止单个硬盘发生故障所造成的测量数据损毁，极大地提高了测量数据的安成的测量数据损毁，极大地提高了测量数据的安全性全性。数据盘A数据盘B系统盘中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP62 装置性能特征装置性能特征测量通道多、配置灵活测量通道多、配置灵活中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP63是测量通道最多的是测量通道最多的PMU通道类型通道类型模拟量输入模拟量输入开关量输入开关量输入开关量输出开关量输出通道数量通道数量4896641281632中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP64配置灵活配置灵活n装置的测量信号：装置的测量信号：交流电压、交流电流、直流电交流电压、交流电流、直流电压、直流电流、脉冲信号、开关量。压、直流电流、脉冲信号、开关量。n用户可整定：用户可整定：采样速率、实时记录速率、实时数采样速率、实时记录速率、实时数据上传速率、实时记录数据的储存时间等。据上传速率、实时记录数据的储存时间等。n可独立配置：可独立配置：每路模拟量通道的量程、与每个主每路模拟量通道的量程、与每个主站的通信模式。站的通信模式。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP65 装置性能特征装置性能特征功能完善功能完善中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP66装置功能完善装置功能完善n装置具备完善的实时监测、实时记录和暂态录波装置具备完善的实时监测、实时记录和暂态录波功能。功能。n可以测量发电机功角和发电机内电势。可以测量发电机功角和发电机内电势。n具有强大的数据分析功能，可进行谐波分析。具有强大的数据分析功能，可进行谐波分析。n具备网络通信和串口通信功能。具备网络通信和串口通信功能。n具有完善的软件自诊断功能和事件记录功能，便具有完善的软件自诊断功能和事件记录功能，便于装置调试、维护和故障分析。于装置调试、维护和故障分析。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP67 装置主要功能装置主要功能中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP68装置主要功能装置主要功能n实时监测实时监测n实时记录实时记录n暂态录波暂态录波n发电机内电势测量发电机内电势测量n非交流信号监测非交流信号监测n同步时钟和同步采样同步时钟和同步采样n对外通信对外通信n数据分析与事件记录数据分析与事件记录中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP69实时监测实时监测中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP70实时监测实时监测n三相基波电压相量、三相基波电流相量三相基波电压相量、三相基波电流相量n基波正序电压相量、基波正序电流相量基波正序电压相量、基波正序电流相量n有功功率、无功功率有功功率、无功功率n系统频率系统频率n开关量信号开关量信号n发电机内电势和发电机功角发电机内电势和发电机功角n发电机励磁电压、励磁电流发电机励磁电压、励磁电流中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP71实时监测实时监测n监测数据输出速率可监测数据输出速率可设置为设置为25、50、100次次/秒秒中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP72实时记录实时记录n装置可以连续不间断记录所有测量信号装置可以连续不间断记录所有测量信号n测量数据同时存入两个独立的硬盘，互为备份测量数据同时存入两个独立的硬盘，互为备份n可就地保存连续可就地保存连续14天以上的记录数据，记录数据天以上的记录数据，记录数据自动循环覆盖，装置不提供删除和修改功能自动循环覆盖，装置不提供删除和修改功能中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP73实时记录实时记录n三相基波电压相量、三相基波电流相量三相基波电压相量、三相基波电流相量n基波正序电压相量、基波正序电流相量基波正序电压相量、基波正序电流相量n系统频率系统频率n开关量信号开关量信号n发电机内电势和发电机功角发电机内电势和发电机功角n发电机励磁电压、励磁电流发电机励磁电压、励磁电流中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP74实时记录实时记录n实时记录数据的记录速率实时记录数据的记录速率l25、50、100次次/秒可整定秒可整定中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP75暂态录波暂态录波n通过高速采样来记录电通过高速采样来记录电力系统的暂态过程力系统的暂态过程n可就地分析暂态录波数可就地分析暂态录波数据据n可向主站传送暂态录波可向主站传送暂态录波数据数据中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP76暂态录波暂态录波n暂态录波数据输出格式符合暂态录波数据输出格式符合ANSI/IEEE C37.111-1999（COMTRADE）标准要求）标准要求n暂态录波的记录速率暂态录波的记录速率l最高最高4800次次/秒（秒（96点点/周波）周波）l最低最低1600次次/秒（秒（32点点/周波）周波）中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP77暂态录波的启动判据暂态录波的启动判据n频率变化率越限频率变化率越限n电压突变电压突变n电流突变电流突变n频率越限频率越限n电压越限电压越限n电流越限电流越限n开关变位开关变位n功角越限功角越限n低频振荡低频振荡 n接受主站触发命令接受主站触发命令中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP78发电机内电势测量发电机内电势测量n利用发电机内电势测试仪利用发电机内电势测试仪发电机内电势发电机内电势测测 试试 仪仪PMUPMU中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP79发电机内电势测量发电机内电势测量n根据发电机电气参数和运行参数推导根据发电机电气参数和运行参数推导PMUPMUU If(Xd,Xq,Xd,Xq,U,I)中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP80非交流信号监测非交流信号监测n当装置安装在发电厂时可以监测：当装置安装在发电厂时可以监测：lAGC控制信号控制信号lPSS控制信号控制信号l励磁控制系统信号励磁控制系统信号l调速器控制信号调速器控制信号中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP81非交流信号监测非交流信号监测n当装置安装在直流换流站时可以监测：当装置安装在直流换流站时可以监测：l直流电压信号直流电压信号l直流电流信号直流电流信号l直流系统控制信号直流系统控制信号中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP82同步时钟和同步采样同步时钟和同步采样n接收接收GPS信号，产生高精度的同步时钟信号和同信号，产生高精度的同步时钟信号和同步采样脉冲信号。步采样脉冲信号。n具有精密守时电路，在失去具有精密守时电路，在失去GPS信号后仍能长时信号后仍能长时间维持高精度的同步采样。间维持高精度的同步采样。n可接收来自其他装置的同步时钟信号和可接收来自其他装置的同步时钟信号和PPS脉冲脉冲信号。信号。n可向其他装置发送同步时钟信号和可向其他装置发送同步时钟信号和PPS脉冲信号。脉冲信号。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP83装置通信装置通信n全面符合全面符合电力系统实时动态监测系统技术规范电力系统实时动态监测系统技术规范（试行修改稿）（试行修改稿）中制定的通讯协议。中制定的通讯协议。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP84装置与主站的通信装置与主站的通信n实时监测数据的传输实时监测数据的传输l按按CFG2规定向主站传送实时监测数据规定向主站传送实时监测数据l可以同时向多个主站传送实时监测数据可以同时向多个主站传送实时监测数据l不同的主站可以有各自独立的不同的主站可以有各自独立的CFG2配置配置n实时记录数据的传输实时记录数据的传输l可以离线的方式向主站传送实时记录数据可以离线的方式向主站传送实时记录数据n暂态录波数据的传输暂态录波数据的传输l装置可以离线的方式向主站传送暂态录波文件装置可以离线的方式向主站传送暂态录波文件中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP85装置与变电站监控系统的通信装置与变电站监控系统的通信n装置可按装置可按DL/T 667-1999传输规约（传输规约（103规约）与规约）与变电站监控系统通信。变电站监控系统通信。中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP86子站子站子站结构子站结构n集中式子站结构集中式子站结构PMU调度中心主站2通信系统通信系统调度中心主站1调度中心主站3中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP87子站结构子站结构n分布式子站结构分布式子站结构PMU1数据集中器数据集中器通信系统通信系统调度中心主站2调度中心主站1调度中心主站3PMU2PMU3PMU4子站子站中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP88子站配置实例一子站配置实例一中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP89子站配置实例二子站配置实例二中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP90数据分析功能数据分析功能n能在线和离线观察分析能在线和离线观察分析实时测量数据实时测量数据n具有多种显示界面具有多种显示界面l数值数值l曲线曲线l矢量图矢量图中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP91数据分析功能数据分析功能n实时记录数据分析实时记录数据分析n暂态录波数据分析暂态录波数据分析n谐波分析谐波分析n通道运算通道运算中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP92事件记录功能事件记录功能n运行日志运行日志n异常日志异常日志n事件标识日志事件标识日志n故障录波日志故障录波日志中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP93 装置操作及维护装置操作及维护中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP94主菜单主菜单中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP95运行监视界面运行监视界面中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP96运行监视界面运行监视界面中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP97运行监视界面运行监视界面中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP98实时记录数据分析实时记录数据分析中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP99暂态录波数据分析暂态录波数据分析中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP100曲线运算曲线运算中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP101PMU属性设置属性设置中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP102线路信息设置线路信息设置中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP103发电机内电势信息设置发电机内电势信息设置中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP104装置运行日志装置运行日志中国电力科学研究院中国电力科学研究院 CHINA ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTEP105 感谢各位！感谢各位！