基于量子平台的PMU软件及状态机描述
基于PMU优化的电力系统状态估计算法的研究的开题报告
基于PMU优化的电力系统状态估计算法的研究的开题报告一、研究背景与意义电力系统的稳定运行对于保障现代社会的稳定、可靠用电至关重要。
在电力系统运行中，状态估计是最基础、最重要的计算机算法之一，它为电力系统的实时状态监控、运行控制、故障诊断与安全评估等提供了数据支撑，具有重要的科学研究和实际应用价值。
传统的状态估计算法主要依赖于传统的测量设备，比如模拟量测量、数字量测量和SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统数据等等。
然而，这些测量设备存在着不便于使用、精度不高、可靠性不高和接线麻烦等限制，同时也限制了状态估计的应用范围和效果。
为了克服传统状态估计算法的缺陷，近年来，基于PMU（Phasor Measurement Unit）优化的电力系统状态估计算法受到了广泛的关注。
PMU是一种高精度的数字化测量设备，可以采集电力系统中各个节点的电压、电流、相角等多个参数，获得的数据信息具有高频、高精度、多元化等优势，克服了传统测量设备的不足，为电力系统的状态监控、控制和保护提供了新的可能性。
基于PMU优化的状态估计算法可以极大的提高电力系统的故障诊断和安全评估等方面的精度和效率，有着广泛的实际应用前景。
二、研究目标和内容本课题的研究目标是基于PMU优化的电力系统状态估计算法，旨在实现电力系统的实时监测、实时控制和实时保护。
具体的研究内容包括：1. 电力系统状态估计算法概述：对传统状态估计算法及其优缺点进行分析，以及PMU技术的特点与优势。
2. 基于PMU的电力系统状态检测：研究PMU数据采集的方法和技术，建立电力系统状态检测模型，实现电力系统故障诊断和安全评估。
3. 基于PMU的电力系统状态估计：构建基于PMU优化的电力系统状态估计模型，分析状态估计算法的优缺点和具体实现方法，验证算法的有效性并进行性能分析。
4. 基于PMU的电力系统实时监测与控制：实现电力系统故障快速定位和实时控制，有效提高电力系统的稳定性和可靠性。
基于QNX实时操作系统的PMU软件框架
万方数据
万方数据
万方数据
基于QNX实时操作系统的PMU软件框架
作者：陈晓刚， 应希纯， CHEN Xiao-gang， YING Xi-chun
作者单位：陈晓刚,CHEN Xiao-gang(浙江大学,电气工程学院,浙江,杭州,310027)， 应希纯,YING Xi-chun(温州市电业局,浙江,温州,325000)
刊名：
机电工程
英文刊名：MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING MAGAZINE
年，卷(期)：2008,25(2)
1.QNX Soft System Ltd QNX Neutrino Realtime Operating System Architecture 2002
2.KRTEN R The QNX Cookbook:Recipes for Programmers 2003
3.许勇;王英涛QNX的消息机制在电力系统广域测量装置中的应用[期刊论文]-电子设计应用 2003(09)
4.宋人杰;李蕾;李扬基于QNX操作系统的PMU通信软件设计[期刊论文]-继电器 2005(14)
5.侯业勤;张菁分布式嵌入式实时操作系统QNX 1999
6.常新亮;王倩基于QNX的SCADA系统嵌入式通信前置机的研究与设计[期刊论文]-电力系统通信 2005(05)
本文链接：/Periodical_jdgc200802015.aspx。
基于pmu的电力系统状态估计算法研究
基于pmu的电力系统状态估计算法研究基于PMU的电力系统状态估计算法是一种基于测量结果的电力系统状态估计方法，它可以精确、及时地估计出电力系统的状态信息，并可以有效地解决电力系统调度、控制以及运行调整等方面的难题。
如今，基于PMU的电力系统状态估计算法的研究和应用受到了广泛的关注。
本文将介绍基于PMU的电力系统状态估计算法的历史发展，分析基于PMU的电力系统状态估计算法在系统状态估计中的优势，并对基于PMU的电力系统状态估计算法在电力系统运行管理及状态估计相关应用方面做出探讨。
一、基于PMU的电力系统状态估计算法的历史发展基于PMU的电力系统状态估计算法是20世纪80年代由美国电力公司电气研究所（Electric Power Research Institute，EPRI）提出的，其最初的目的是用于高容量直流输用系统的状态监视和控制，随着电力系统的发展，PMU状态估计技术也得到了迅速发展，并在电力系统中的应用越来越广泛。
根据Fang和Huang的研究，主要有六大方面的状态估计算法：特征向量分解（C-FVD）、最小二乘法（LS）、状态量预测滤波器（SPF）、双稳态估计器（DSE）、模糊状态估计器（FSE）和状态异步估计器（SAE）。
二、基于PMU的电力系统状态估计算法的优势由于基于PMU的电力系统状态估计算法可以提供高精度估计结果，因此在电力系统状态估计中具有独特的优势：（1）可以有效地降低系统的噪声抑制，并且可以精确地估计出状态量，进而控制电力系统的运行。
（2）可以有效地解决电力系统状态调度、控制和运行调整等问题，得到更好的运行效果。
（3）通过实时精确的电力系统估计，可以有效地检测和预测系统发生的故障，同时可以及时根据诊断结果采取有效措施，防止故障的发生。
三、基于PMU的电力系统状态估计算法在电力系统运行管理及状态估计应用中的探讨基于PMU的电力系统状态估计算法在电力系统的调度、控制、监测和状态估计方面具有重要的应用。
PMU简述、系统组成及装置功能介绍、通讯与路由、运行与维护
内容提要
PMU简述 系统组成及装置功能介绍 通讯与路由 运行与维护
PMU简介
术语和定义
• 同步相量 synchrophasor：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。
• 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 及进行动态记录的装置。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 准时钟信号的守时能力、PMU与主站之间能够 实时通信并遵循有关通信协议。
AC12U AC9I
6SF.004.261Z.123 6SF.004.261Z.112
输入12路独立电压（不 接入母线等元件，测量相电
共N点）
压或线电压
输入9路独立电流
与AC12U配合，接入线路等 元件
计算插件
配置：三个（ 2电、1光）独立的 以太网口，可选配500G硬盘。
用途：接入WAMS主站，本地动态 数据存储。
CSD-361A主机单元
交流插件
型号
图号
AC6U6I(a) 6SF.004.261Z.111
AC6U6I(b) 6SF.004.261Z.121
技术参数
用途
输入6路电压（共N点）、接入线路、变压器等元件，
6路独立电流
仅测量相电压
输入6路独立电压（不 接入线路、变压器等元件， 共N点）、6路独立电流 测量相电压或线电压
开入插件
I型开入：配置24路开入，带 启动闭锁继电器，每个机箱 中只可配置1块。
II型开入：配置28路开入回路 。
用法：无特殊需求时，PMU仅 使用II型开入。
pmu工作原理
pmu工作原理
PMU是一种广泛应用于电力系统中的电力测量装置。
它通过高精度的时间同步和采样技术，能够精确地测量和记录电流和电压的幅值、相位和频率等参数。
PMU工作原理基于以下几个关键步骤：
1. 时间同步：PMU使用GPS卫星信号或其他时间源，确保系统中所有PMU的时间是完全同步的。
这样可以保证测量数据的一致性和准确性。
2. 采样：PMU以高频率对电压和电流进行采样。
通常，采样频率为每秒数千次，可以达到微秒级的精度。
这种高速采样保证了对电力系统动态行为的准确记录。
3. 数字变换：采样得到的模拟信号经过模数转换器（ADC）转换为数字信号，然后进行数字滤波和处理。
这一过程通常包括抗混叠滤波、滤波和反褶积等步骤，以消除采样过程中引入的非理想特性。
4. 参数计算：通过对采样数据进行数学处理，PMU可以计算出电流和电压的幅值、相位和频率等参数。
这些参数可以用来描述电力系统的状态和稳定性。
5. 数据传输：PMU通常通过通信网络将测量数据传输到数据中心或监控中心。
数据可以通过数字通信、以太网或其他网络传输协议进行传输。
这样，PMU提供的实时测量数据可以被其他系统和设备实时监测和分析。
总体而言，PMU的工作原理是通过时间同步和高精度采样技术，实时测量电力系统中的电流和电压参数，并将这些数据传输到远程控制中心，以实时监测和分析电力系统的运行状态。
这种实时监测和分析对于电力系统的稳定运行和故障检测具有重要意义。
PMU基本介绍全解
技术背景
行业标准
• IEEE1344-1995(R2001) ： IEEE Standard for Synchrophasors for Power Systems; EPRI：PC37.118-2005 《电力系统实时动态监测系统技术规范》: 国 调中心 03 年 2 月第 1 稿， 04 、 05 年修改稿 , 国家 电网公司06年4月正式发布；
发电机功角是发电机转子内电势与定子端电压或电网参考点母线电 压正序相量之间的夹角，是表征电力系统安全稳定运行的重要状态变 量之一，是电网扰动、振荡和失稳轨迹的重要记录数据。
PMU的用途
4）分析发电机组的动态特性及安全峪度分析
通过PMU装置高速采集的发电机组励磁电压、励磁电流、气门开度信号、 AGC控制信号、PSS控制信号等，可分析出发电机组的动态调频特性，进行 发电机的安全峪度分析，为分析发电机的动态过程提供依据。监测发电机 进相、欠励、过励等运行工况，异常时报警。绘制发电机运行极限图，根 据实时测量数据确定发电机的运行点，实时计算发电机运行裕度，在异常 运行时告警。
PMU功能应用
4、扰动数据记录 (1)具备暂态录波功能。用于记录瞬时采样的数据的输出格式符合 ANSI/IEEE PC37.111-1991（COMTRADE）的要求； (2)具有全域启动命令的发送和接收，以记录特定的系统扰动数据； (3)可以以IEC60870-5-103或FTP的方式和主站交换定值及故障数据； 5、与当地监控系统交换数据 装置提供通信接口用于和励磁系统、AGC系统、电厂监控系统等 进行数据交换。 6、数据存储 存储暂态录波数据；存储实时同步相量数据。
同步相量测量装置(PMU) 技术介绍
主要内容
一、 PMU及动态监测系统的技术背景 二、同步相量测量基础 三、PMU的功能及作用
PMU功能原理介绍2010
同步相量测量装置及系统
3
➢ 同步相量测量装置（PMU）
Phasor Measurement Unit PMU用于同步相量的测量和上送，并进行动态和 暂态数据记录
➢ 广域相量测量系统(WAMS)
Wide Area Measurement System 由PMU和高速通信网络构建而成，为区域电网提 供实时监测、分析和控制
PMU装置的基本功能
25
➢PMU的输入量 ➢PMU的输出量（3种） ➢PMU的性能指标
PMU装置的输入量
26
时钟信号
: 同步时钟(GPS, 北斗)
交流量(A,B型): 三相电压、电流信号（Uabc,Iabc）
直流量(B型） : 机组4～20mA直流量
电平信号(B型): 机组键相脉冲、转速脉冲
开关量(A,B型): 刀闸位置，机组开关量信号
PCS-996系列同步相量测量装置
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➢ PCS-996A/B/G装置正面视图。
运行 报警 同步 录波
区 号
确认 取 消
PCS-996 同步相量测量装置
PCS-996系列同步相量测量装置
17
➢ PCS-996A同步相量测量装置。
NR1102E
NR 1121A
NR 1401
NR 1401
NR 1401
1121 1401 1401 1401 1502 1525
1122 1122 1121 1401 1401 1415 1416 1502 1525
PCS-996A (变电站)
CPU
DSP
交流头
交流头
交流头
开入 开出
电源
F L A S H
PMU基本介绍全解
限、相电流越限、正序电流越限、线路低频振荡、相角差越限等事件时, 装置应能建立事件标识,以方便用户获取事件发生时段的实时记录数据. e、当装置监测到继电保护或/和安全自动装置跳闸输出信号（空接点）或 接到手动记录命令时应建立事件标识,以方便用户获取对应时段的实时 记录数据. f、 当同步时钟信号丢失、异常以及同步时钟信号恢复正常时, 装置应建 立事件标识.
发电机功角是发电机转子内电势与定子端电压或电网参考点母线电 压正序相量之间的夹角,是表征电力系统安全稳定运行的重要状态变量 之一,是电网扰动、振荡和失稳轨迹的重要记录数据.
PMU的用途
4）分析发电机组的动态特性及安全峪度分析
通过PMU装置高速采集的发电机组励磁电压、励磁电流、气门开度信号、 AGC控制信号、PSS控制信号等,可分析出发电机组的动态调频特性,进行发 电机的安全峪度分析,为分析发电机的动态过程提供依据.监测发电机进相、 欠励、过励等运行工况,异常时报警.绘制发电机运行极限图,根据实时测量数 据确定发电机的运行点,实时计算发电机运行裕度,在异常运行时告警.
３、就地数据管理及显示 (1)装置的参数当地整定； (2)装置的测量数据可以在计算机界面上显示出来
PMU功能应用
4、扰动数据记录 (1)具备暂态录波功能.用于记录瞬时采样的数据的输出格式符合 ANSI/IEEE PC37.111-1991（COMTRADE）的要求； (2)具有全域启动命令的发送和接收,以记录特定的系统扰动数据； (3)可以以IEC60870-5-103或FTP的方式和主站交换定值及故障数据；
03年2月第1稿,04、05年修改稿,国家电网公 司06年4月正式发布；
PMU相量测量装置简介
PMU相量测量装置。
02
实施过程
南方电网在关键变电站和输电线路中部署了PMU相量测量装置，利用
大数据技术和云计算平台对海量数据进行处理和分析。
03
效果评估
南方电网通过PMU相量测量装置的应用，提高了电网的智能化水平，
实现了对电网运行状态的实时监控和优化调度，减少了停电事故的发生。
大型企业能源管理项目应用案例
采用低功耗设计、休眠模式等节能技术，以延长装置的使用寿命 并降低维护成本。
电源监测与预警
具备电源状态监测功能，及时发现电源故障或电量不足的情况， 并提供预警信息。
04
PMU相量测量装置的未 来发展
技术创新与升级
1 2 3
硬件升级
随着电子技术和制造工艺的进步，PMU相量测 量装置的硬件将不断升级，提高测量精度和稳定 性。
功能
PMU通过采集电压和电流的相位、幅 值等信息，提供电网的实时动态数据， 用于分析电网的运行状态、稳定性以 及进行故障诊断等。
工作原理
工作原理
PMU通过安装于电力系统的传感器 ，实时采集电压和电流信号，并利用 数字信号处理技术，计算出电压和电 流的幅值、相位等信息。
时间同步
PMU内部装有高精度时钟，并通过GPS （全球定位系统）接收器进行时间同步， 确保各PMU之间的数据同步。
分布式能源管理
PMU装置可以监测和管理分布式 能源的接入和运行，提高能源利 用效率。
能源调度与优化
基于PMU提供的数据，可以对能 源调度和优化进行精细化操作， 提高能源供应的可靠性和经济性。
科研与教育
科研数据支持
PMU装置提供的大量实时数据为电力系统科研提供了有力支持，有助于推动相 关领域的技术进步。
PMU介绍
导航星全球定位系统是卫星无线电导航定位系 统的一种 20 世纪70 年代初，美军继“子午仪”卫星导 航系统之后，开始进行新一代卫星无线电导航 系统GPS 的研制 其间经历了四个阶段：
方案论证阶段(1973～1979 年) 工程研制试验阶段(1980～1985年) 试运行阶段(1986～1990 年) 完善与应用阶段(1991～1995 年)
t3
100ms<t3<600ms (实测结果)
计算原理
电压电流瞬时值：v a ,b ,c、ia ,b ,c
ɺ V =
N −1 2 N −1 − jkθ 2 N −1 ∑ vk e = N (∑ vk cos kθ − j ∑ vk sin kθ ) N k =0 k =0 k =0
三相相量
Vabc Iabc
1PPS 10KHz
GPS 接收器 时间标记
电压电流 (数字信号)
处理器
高速通信网络
电压电流 (幅值相角) 功率，功角
测量装置外观
GPS接收板结构图
29MHz RF MONOPAC 差分GPS 数据 2#串口 1#串口 1PPS 10KHz 外部主 接口 定时参 照信号 RTC 32KHz SRAM ROM+ 串行 EEPROM
GPS系统的局限性及对策
美国对GPS工作卫星的民用信号施加了诸 如选择性干扰（SA技术）之类的干扰措 施，降低了GPS的精度
差分GPS可以在很大程度上克服干扰措施对精 度的影响。（差分导航指某一用户设备通过数据传
输线路相对于另一坐标已知的用户设备的导航）
随着冷战的结束，美国为了促进GPS民用，将 逐步减少干扰措施 美国的各种干扰政策主要针对定位导航功能实 施的，对定时精度基本没有影响
PMU状态估计西华大学
非线性状态估计模型
非线性状态估计模型是 在保留SCADA量测的基 础上增加的PMU量测， 在利用PMU量测来改善 状态估计的可靠性。由 于测量的方程非线性， 状态估计方程任然需要 迭代。
（1）直接将PMU的节点电压相量量测作为状态真 值 这种方式的突出点是计算速度非常的块。不需要 修改原有的状态估计程序，只需确定哪些节点有 PMU测量值，哪些没有便可以计算，缺点是数据 精度偏低。
基于PMU的电力系统状态估计
Part
• 将PMU装置测量得到的相角量测量与常规额有功和无功潮流以及 节点注入量测量一起用于状态估计，可以改善状态估计的性能。 • 传统的状态估计是根据各个厂（站）的遥测量以及当前运行电网 的拓扑结构，利用非线性迭代的方法来求得电力系统的状态量 （主要是母线电压相量）。然而，其缺点是：计算时间长，实时 性差;在某些电网结构下迭代不易收敛甚至产生较大误差。 • 基于相量测量的状态估计是一个线性估计，它的计算速度快，能 做到实时运行。
PMU的功能及其作用
主要的应用：
1、进行快速的故障分析 在PMU系统实施以前，对广域范 围内的故障事故分析，由于不同地 区的时标问题，进行故障分析时， 迅速地寻找故障点分析事故原因比 较困难，需要投入较大的人力物力。 通过PMU实时记录的带有精确时标 的波形数据对事故的分析提供了有 力的保障。同时通过其实时信息， 可实现在线判断电网中发生的各种 故障以及复杂故障的起源和发展过 程，辅助调度员处理故障，给出引 起大量报警的原因。
V.T与美国 Microdyne合作开发 了第一台工业用的 PMU，MODEL
美国邦纳维尔电力局
(BPA)采用 MODEL1690，组建 了最早的WAMS
量测量算法
1690
pmu的原理及在电厂的应用
PMU的原理及在电厂的应用1. 什么是PMU？PMU（Phasor Measurement Unit），中文译为相量测量单元，是一种用于精确测量电力系统中电压、电流的相位和幅值，并实时输出相量信息的设备。
PMU可以实时采集电力系统中各个节点的相量数据，通过 GPS 时间同步，将数据传输到监控中心，为电力系统的运行控制和故障分析提供准确的数据支持。
2. PMU的原理PMU的原理基于同步采样，即通过GPS全球定位系统来实现对各个节点的时间同步采样。
PMU通过高速ADC（模数转换器）对电压和电流进行同步采样，采样速度可达每秒数万次。
通过对采样数据进行数字信号处理，可以得到电压和电流的相位和幅值信息。
3. PMU在电厂的应用3.1 电网监测与风险预警在电厂的应用中，PMU主要用于电网监测与风险预警。
通过实时采集电网各个节点的相量信息，可以对电网的运行状态进行监测和分析。
当电网中出现异常情况时，例如电压异常、频率异常等，PMU可以及时发出警报，提醒运维人员进行相应的处理，以防止事故的发生。
3.2 故障定位与故障分析PMU在电厂中还可以用于故障定位与故障分析。
当电网发生故障时，PMU可以提供准确的相量数据，通过对数据的分析，可以定位故障发生的位置和原因，为事故处理提供指导和依据。
3.3 电力系统稳定性分析PMU可以帮助电厂进行电力系统稳定性分析。
通过实时采集电网中各个节点的相量数据，可以绘制电压和频率的波形图，分析电力系统的稳定性。
当电力系统发生不稳定情况时，PMU可以及时提供数据，并通过指标分析判断系统的稳定性状况，以便进行相应的调控。
3.4 电网规划和优化PMU还可以在电网规划和优化方面发挥作用。
通过对电网中各个节点的相量数据进行分析，可以评估电网的可靠性和容量，为电网的规划和优化提供数据支持。
此外，PMU还可以用于评估分布式能源的接入对电网稳定性的影响，帮助电厂制定合适的发展策略。
4. 小结PMU作为一种相量测量单元，可以实时采集电力系统中电压和电流的相位和幅值信息，并通过GPS时间同步传输数据到监控中心。
计及PMU量测的状态估计的开题报告
计及PMU量测的状态估计的开题报告一、研究背景现代电力系统通常由大量的发电机、变压器、输电线路和负载组成。
为了保证系统的运行稳定和安全，需要对系统状态进行监测和维护。
目前，状态估计是电力系统监测和控制的重要工具之一，可为电力系统运行管理和控制提供准确的状态信息。
在状态估计中，通常采用测量值和模型进行估计。
由于测量设备成本昂贵，导致电力系统中的测量点数量有限。
因此，为了获得更准确的状态估计结果，需要利用PMU测量数据，提高状态估计的准确性和可靠性。
PMU即相量测量装置（Phasor Measurement Unit），是一种可以在高速发展的电力系统中提供非常准确的、高速度的相量（phasor）测量的设备。
PMU可以通过在电力系统中测量电压和电流，捕捉电路行为和捕捉重要的和小的电力系统中的事件。
二、研究目的本课题旨在研究如何将PMU数据与传统的状态估计技术相结合，提高电力系统状态估计的准确性和可靠性。
具体研究内容包括：1. 综述PMU相量测量技术的原理和应用；2. 研究PMU数据在状态估计中的应用，设计相应的算法和模型；3. 通过仿真实验，验证PMU数据在状态估计中的效果；4. 优化算法和模型，进一步提高状态估计的精度和可靠性。
三、研究内容和方案1. 综述PMU相量测量技术的原理和应用PMU相量测量技术是电力系统监测和控制领域中发展最快、应用最广泛的技术之一。
本研究将深入探讨PMU相量测量技术的原理和应用，包括：（1）PMU的原理和结构，介绍PMU与传统测量设备的异同；（2）PMU测量数据的特点，如采样率、数据量等；（3）PMU数据在电力系统中的应用，包括状态估计、故障检测、稳态分析等。
2. 研究PMU数据在状态估计中的应用，设计相应的算法和模型在基于PMU的状态估计中，需要利用PMU测量数据提取系统的状态信息，进而估计未知节点的状态变量。
本研究将设计基于PMU测量数据的状态估计算法和模型，包括：（1）利用PMU数据进行线性和非线性状态估计；（2）设计基于PMU数据的拓扑估计算法；（3）通过对比传统状态估计算法和基于PMU的状态估计算法的结果，评估PMU数据在状态估计中的贡献。
采用量子遗传算法的电力系统PMU最优配置
S4 = U4 ( Y42 U2 + Y44 U4 ) ;
~
( 6) ( 7)
S5 = U5 ( Y53 U3 + Y55 U5 ) 。
若以关联矩阵中的每一列代表一个节点的电压 向量 , 每一行的 ∃ 1% 代表方程的的未知节点电 压向 量, 则 潮 流方 程 的特 征 可以 用 关联 矩阵 来 描述。 IEEE 5 节点系统的关联矩阵 A 如下 1 1 A= 1 0
Optimal PMU Placement of the Power System Using Quantum Genetic Algorithm
WANG Jia lin, XIA Li, WU Zheng g uo, YANG Xuan f ang ( School of elect ronic and Inf ormat ion Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China)
1 0* U4
0* U11 U3矩阵第 1 行中 U1 、 U2 、 U3 对应的元素为∃ 1% , 都 为未知量 , 与方程( 3) 对应。 由关联矩阵与潮流方程的对应关系可以得出 : 1) 若某一 节点配置 PM U, 则潮流方程中 该节 点的电压向量已知 , 关联矩阵对应的列的元素全部 置零 ; 2) 若矩阵中某一行只含一个∃ 1% , 则说明其对应 的潮流方程只含有一个未知节点电压向量, 方程可 解, 且该非零元所在列对应的节点的电压向量亦可 知( 0 表示潮流方程不含对应节点电压向量 , 0 表示 该节点配置 PM U 或节点电压向量已直接解出) 。 由于平衡节点 4 处必须配置 PM U, 则有节点 4 处的电压向量 U4 已知 , 其对应的关联矩阵所 在列 的元素全部置零 , 得到新的矩阵 B 为
浅谈同步相量测量装置PMU
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。
pmu初始化流程
pmu初始化流程【最新版】目录1.PMU 初始化流程概述2.PMU 硬件初始化3.PMU 软件初始化4.PMU 初始化过程中的关键步骤5.PMU 初始化完成后的效果正文一、PMU 初始化流程概述PMU（Programmable Metronome Unit，可编程节拍单元）是一种精密的时间测量和控制设备，广泛应用于各种科学研究、工业生产和航空航天等领域。
在开始使用 PMU 之前，对其进行初始化是必不可少的步骤。
本文将为您详细介绍 PMU 的初始化流程。
二、PMU 硬件初始化1.检查硬件连接：确保 PMU 与计算机或其他设备之间的连接线正确无误，同时检查连接线的接口是否牢固。
2.供电：为 PMU 提供稳定的电源，通常为 5V 或 12V 直流电。
请确保电压和电流满足 PMU 的要求，避免因电压不稳定导致的设备损坏。
3.检查硬件指示灯：初始化过程中，PMU 硬件上的指示灯会显示不同的状态，通过观察指示灯可以判断初始化是否完成。
三、PMU 软件初始化1.安装 PMU 驱动：根据 PMU 型号和计算机操作系统选择合适的驱动程序，并进行安装。
2.配置 PMU 参数：通过相应的软件工具，设置 PMU 的基本参数，如时钟频率、节拍数等。
3.校准 PMU：为了保证 PMU 的精度和稳定性，需要对其进行校准。
校准方法有内部校准和外部校准两种，具体操作根据 PMU 型号和用户需求进行。
四、PMU 初始化过程中的关键步骤1.确保连接线正确：在初始化过程中，连接线的正确性至关重要，错误的连接可能导致设备损坏或初始化失败。
2.供电稳定：为 PMU 提供稳定的电源，避免因电压波动导致的设备损坏或数据丢失。
3.耐心等待：初始化过程可能需要一定的时间，请耐心等待，避免在初始化过程中对设备进行操作。
五、PMU 初始化完成后的效果1.硬件指示灯熄灭：初始化完成后，PMU 硬件上的指示灯会熄灭，表示设备已准备就绪。
2.软件显示初始化成功：通过软件工具，可以查看到 PMU 的初始化状态，确认是否成功。
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专 题 论 述
基 于量 子平 台 的 Ｐ ＭＵ软 件及 状 态机 描述
■ 海 军 工 程 大 学 冯 源 夏 立
基 于量 子 平 台的 软 件 开发 方 法非 常适 合 用 于嵌 入 式软 件 领 域 ， 软 件 设 计 方 法 主要 通过 软 件 系统 结 构 量 其
事 件 队列 进 行 先 进 先 出 式 （ ＩＯ） 后 进 先 出式 （ Ｉ Ｏ 排 ＦＦ 和 ＬＦ ） 队 ； Ｆ还 实 现 了 事 件 交 付 时 的 零 拷 贝 和 自 动 事 件 回 收 ， Ｑ 并 支 持 任 意 数 量 的周 期 ／ 周 期 事 件 定 时 器 以及 确 定 长度 非 的事 件 队列 和 事 件 池 。
’
的实现采用量子节拍机制 ， 活动对 象相互 间的 通信采 用异步事件交换机制 。
关键词 量 子 平 台 软 件 开 发 状 态机 相 量 测 量 装 置
随 着 嵌 入 式 系 统 中硬 件 集 成 度 的 不 断提 高 ， 入 式 软 嵌 件 在 嵌 入 式 系 统 开 发 与 设 计 中 的地 位 越 来 越 重 要 ， 而 目 然 前 在 嵌 入 式 软 件 开 发 中流 行 的 面 向过 程 的 程 序 设 计 方 法
已难 以满足某些复杂应 用 的要求 。由于嵌入 式软 件有 着
高 互 动 性 和 严 格 实 时 性 等 特 点 ， 用 事 件 驱 动 的反 应 式 系 利 统 和层 次 式状 态 机对 其 进 行 建 模 和 描 述 是 非 常 合 适 的 ， 所 以有 一 种 轻量 级 、 配 置 、 凑 的建 模 工 具 是 十 分 必 要 的 。 可 紧 Ｍｉ ａ ｋ等 人 提 出 的 量 子 平 台 （ ｕ ｎｕ ｌ ｆｒ ｒ Ｓｍｅ ｏ Ｑ ａ ｔｍ Ｐａ ｏｍ， ｔ Ｑ ） 哈好 能 够 满 足 以上 所 有 的 特性 。 Ｐ［ １ 本 文 探 讨 了量 子 平 台 的 体 系结 构 和 编 程 思 想 ； 以相 量
③ 量 子 内 核 （ ａ ｔｍ ｒ ｅ，ＱＫ） 。ＱＫ 是 一 种 Ｑｕ ｎ ｕ Ｋｅｎ ｌ ］
为应用对象 ， 具体介绍 了基于量子平 台的软件设计及 编程
实 现 ； 对 全 文 作 了总 结 。 并
１ 量 子 平 台简 介
量 子 平 台是 一 种 事 件 驱 动 的 轻 量 级 软 件 架 构 。如 图 １ 示 ， Ｐ 由 以下 各 部 分 组 成 ： 所 Ｑ ］ ① 量 子 事 件 处 理 器 （ ｕ ｎｕ ｖ ｎ ｒｃｓｏ ， Ｑ ａｔｍ Ｅ ｅ ｔ 程 语 言 描 述 的 ＵＭＬ状 态 机 。它 完 全支持层次式状态嵌 套 ， 持 带有 任意 参数 的事件 ， 门 支 专
针 对 静 止 状 态 转 移 进 行 了 优 化 ， 以容 易 地 整 合 任 意 的 事 可
件 队列 和分 发机制 。其 良好 的代 码设 计使 得状 态机实 例
在 Ｒ ＡＭ 中仅 需 一 个 函 数 指 针 和 一 个 状 态 标 志 字 节 。 另 外 ， 种 状 态 和转 移形 式 均 被 限制 在 编 码 空 间 （ Ｏ 中 ， 各 Ｒ Ｍ） 无 需 占据 Ｒ ＡＭ 中的 空 间 。 ② 量 子 框 架 （ ａｔｍ Ｆ ａ ｗ ｒ ，Ｑ ） ］ Ｑ Ｑｕｎｕ ｒｍｅ ｏｋ Ｆ 。 Ｆ是 公 用 的事 件 驱 动 应 用 框 架 。 Ｑ 将 事 件 驱 动 系 统 划 分 为 Ｆ 可 由 ＱＦ管 理 的活 动 对 象 。活 动 对 象 被 任 务 所 封 装 ， 活 各
基 于 抢 占式 优 先 级 的实 时微 内 核 ， 为 Ｑ 可 Ｆ提 供 多 线 程 服 务 。相 对 于 传 统 的抢 占式 优 先 级 实 时 内 核 ， Ｋ 更 为 简 洁 Ｑ
和 高 效 。ＱＫ 最 多 支 持 ６ ４个 任 务 同 时 执 行 ， 持 量 子 节 支
拍 无 阻 塞 机 制 和 天 花 板 优 先 级 互 斥 信 号 灯 机 制 。所 有 基 于 Ｑ 的任 务 和 中 断共 同使 用 一 个 栈 。 Ｆ ④ 量 子 内窥 器 （ ｕ ｎｕ ｐ ， ）４ Ｑ Ｑ ａｔｍ Ｓ ｙ ＱＳ ［ 。 Ｓ是 一 种 与 ］
…
子 化 、 件 运 行 状 态量 子 化 和 实体 静 态 结构 量 子 化 、 动 对 象 动 态行 为 量 子 化 和 实 体 配 置 量 子 化 等 步 骤 软 活 实施 。基 于 量 子 平 台的 Ｐ ＭＵ 软 件 系统 中不 同的 任 务 和 共 享 资 源 分 别 封 装 在 ５类 活 动 对 象 中， 动 对 象 活
ＱＥＰ、 ＱＦ和 ＱＫ 等 组 件 集 成 的实 时运 行 跟 踪 工 具 。ＱＳ通
ｌ
应用程 序
ｌ
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ｊ平 台 量 子
Ｊ 墨 竺 Ｊ
图 １ 量 子 平 台结 构
过 日志 记 录 的方 式 ， 得 所 开 发 的 程 序 内部 状 态 机 、 架 、 获 框 内 核 和 应 用 代 码 的运 行 情 况 ， 提 供 精 确 时 钟 标 签 ， 杂 并 复 的 事 件 运 行 过 滤 器 以及 日志数 据 的 高 压 缩 。 由 此 可 见 ， 子 平 台有 着 许 多优 秀 的 特 性 （ 简 洁 、 量 ］如 实用 、 配 置 、 易 良好 的 可 观 测 性 、 控 制性 和 可 测 试 性 等 ） 可 。
测 量 装 置 （ ｈ ｓ ｒＭｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔＵｎｔ Ｐ Ｐ ａ ｏ ａ ｕｅ ｎ ｉ， ＭＵ）的 软 件 系 统
动对象之间通过异步 事件交 换来 通信 。这 些 事件均 以量
子 节拍被有 序 响应 ， 件交 换 和 排 队 的细节 由 Ｑ 事 Ｆ所 封
装 。Ｑ Ｆ在 事件交 付时遵循 出版一 订阅模 型 ， 并根据需要对