南方电网相量测量装置(PMU)技术规范全解
PMU检测装置介绍
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。
技术规范(PMU)
附件1 技术规范1 总则1.1 本规范书适用于邢台国泰发电有限公司相量测量装置(PMU)升级改造项目的技术要求。
它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
它包括系统及其运行参数的设计、设备及其附件的选型、配套、结构、性能、制造、安装、试验、调试、试运、培训、技术服务、检修和质量保证等各方面的技术要求。
1.2 本卷提出招标方的最低限度的技术要求(简称技术门槛值),并未规定所有的技术要求和适用的标准。
投标方须实质性地响应本卷的技术规定和要求,提供符合引进机型的原先标准和本规范书所列标准的高质量、最新工业标准的产品,以及相应的技术服务。
同时必须满足国家关于产品质量、安全、工业卫生、劳动保护、环保、消防等强制性标准的要求。
投标方不响应本卷中标有“☆”技术要求,其投标文件可能被拒绝。
1.3 投标方对本卷的偏差(无论多少)都必须清楚地表示在投标文件中的技术附录B “投标方提出的技术差异表”中,投标方未在技术附录B中对本招标文件提出偏差,除了招标文件的技术要求有差错外,不管投标方在投标文件的其他任何地方有其他描述,均视为投标方的投标的产品完全满足本招标文件和标准的要求。
1.4 在签订合同后,因招标文件所采用的标准和规程等发生变化,招标方有权以书面形式提出补充要求。
在设备投料生产之前,投标方须予以修改。
具体项目由双方共同商定。
但价格不作调整。
1.5 若投标方提出的技术标准与本规范书所列标准不一致时,执行较高标准。
如本卷中涉及有关商务方面的内容与招标文件第一卷“商务部分”有矛盾时,执行较高的要求。
1.6 合同签订后15日内投标方提出合同设备的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、验收、试验、运行和维护等标准清单给招标方,由招标方确认。
1.7 投标方对供货范围内的成套系统设备(含设备、附件等)负有全责,包括分包(或对外采购)的产品。
分包(或对外采购)的主要产品制造商应事先征得招标方的认可。
PMU相量测量装置简介
PMU在动态监测系统中的地位
主站(分析中心站) 主站
子站 / 数据集中器
PMU PMU
………
子站 / 数据集中器
PMU
PMU
电力系统实时动态监测系统结构体系图
GPS卫星
LAN
电力系统动态安全分析工作站
WEB服务器 数据库服务器 网关
EMS系 统 SCADA 系统
GPS卫星天线
防火墙
WAN
前置机
1522 1522
开入 开入 开出
开入
1522 1522
#5,#6机组控制室
电源
1101
MPC5200
1121 1401
变送器插件
DSP 插件
1401
变送器插件
键盘
1101 1121 1401
MPC5200 DSP 插件
工控机
主控室
变送器插件
1522 1522 1522 1522
开入 开入 开入 开出
开关量信号 发电机转轴信号 4-20 mA 信号
显示/键盘
PMU硬件结构框图
同步信号发生 器
交流输入
GPS接 收模块
存储器单 元
微处理器 电压、电 流互感器 低通滤 波器 A/D 转换器 通讯模块 频率跟 踪器
PMU主要信号
装置的输入信号有:
1)线路电压、线路电流信号的输入(监控CT); 2)开关量信号的输入; 3)发电机轴位置脉冲的输入,可以是鉴相信号或转速 信号; 4)用于励磁、AGC等的4-20mA控制信号; 5)GPS标准时间信号;
装置的输出信号有:
1)用于中央信号的告警信号输出; 2)用于通信用的10/100M以太网及RS232接口 (采用IEEE std 1344通信标准); 3)用于控制用的4-20mA输出;
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
南方电网相量测量装置(PMU)技术规范
在试验的标准大气条件下,直流电源在7.6.2中规定范围内变化时,装置应能可靠工作,性能及参数符合本规范第6章的规定。
在瞬时连接或瞬时断开直流电源,直流电源缓慢上升或缓慢下降时,装置均不应误发信号,当直流电源恢复正常后,装置应自动恢复正常工作。
17.13
17.13.1
17.13.2
17.13.3
17.10.3
装置应能承受GB/T 17626.4-1998第5章规定的严酷等级为3级的快速瞬变干扰试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
17.10.4
装置应能承受GB/T 17626.5-1999第5章规定的试验等级为3级的浪涌(冲击)抗扰度试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
17.10.7
装置应能承受GB/T 17626.12-1998规定的严酷等级为 级的1MHz和100kHz的脉冲群干扰试验。
17.11
17.11.1
装置应能承受GB/T 11287-2000中3.2.1规定的严酷等级为2级的振动响应试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准中5.1规定的要求。
17.11.2
GB14598.27-2008《量度继电器和保护装置第27部分:产品安全要求》
3
13.1
正弦量的复数表示形式。相量的模代表正弦量的有效值,相量的幅角代表正弦量的相角。
13.2
对信号
13.3
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。
17.10
17.10.1
装置应能承受GB/T 17626.2-2006第5章规定的严酷等级为3级的静电放电试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
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;
南方电网相量测量装置(PMU)技术规范全解
装置应能承受GB/T 17626.4-1998第5章规定的严酷等级为3级的快速瞬变干扰试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
17.10.4
装置应能承受GB/T 17626.5-1999第5章规定的试验等级为3级的浪涌(冲击)抗扰度试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
17.10
17.10.1
装置应能承受GB/T 17626.2-2006第5章规定的严酷等级为3级的静电放电试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
17.10.2
装置应能承受GB/T 17626.3-2006第5章规定的严酷等级为3级的辐射电磁场干扰试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
输入电压
0.1Un≦U<0.5Un
0.5Un≦U<1.2Un
1.2Un≦U<2Un
相角测量误差极限
0.5°
0.2°
0.5°
表2基波电流相量相角测量的误差要求(测量TA)
输入电流
0.1In≦I<0.2In
0.2In≦I<1.2In
相角测量误差极限
1°
0.5°
16.7.1.3
16.7.1.4
16.7.1.5
环境条件气候机械和其他非电影响因素gbt1762622006电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰动试验gbt1762632006?电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰动试验gbt1762641998?电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰动试验gbt1762651999电磁兼容试验和测量技术浪涌冲击抗扰动试gbt1762661998?电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰动试验gbt1762682006电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰动试gbt17626121998?电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰动试验gbt112872000电气继电器第21部分
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。
SMU-2型PMU技术使用说明书
采用16位同步A/D以10kHz的速率转换数据。使得装置的测量精度可达到0.1%;开关量分辨率为0.1ms;频率的测量分辨率达到0.001Hz。
3.高精确性、灵活接口的时钟信号
系统采用高精度的GPS时钟信号及高稳定度的恒温晶振,独特的软硬件算法补偿,提供系统高精确的时钟及同步采集信号。系统在有效捕捉情况下,1PPS信号200ns精度。失去GPS同步时钟信号60分钟以内相角测量误差不大于1.0度。外置共享型GPS单元可以接受全站统一的对时信号,灵活可靠。
SMU-2同步相量测量装置利用GPS卫星时钟信号和高速DSP数字信号处理技术,按照IEEE Standard 1344-1995(R2001)和《电力系统实时动态监测系统技术规范》(本说明书简称为《技术规范》),测量出全电网各节点电压电流同步相量和绝对相角。为全系统电网监测、变电站自动化测控、稳定控制、自适应继电保护等功能提供必要的原始数据和实现手段。
·SMU-2同步相量测量控制装置的技术特点
·实现的功能
·装置设计遵循的标准
1.1概述
电力系统中的SCADA系统能提供大约4秒刷新一次的稳态数据,而传统的故障录波器能提供故障前后几秒内动态的快速波形数据(每秒千次以上的原始录波数据)。但这二种监测方法都存在一定的不足:故障录波器记录的原始波形的快速动态数据量太大,不可能全天候保存,只能记录故障前后几秒的原始数据,对于电网中许多系统类型的故障不足以进行分析;SCADA系统中慢速刷新的稳态数据对于电网系统的动态状态预测、低频振荡、故障分析等工作几乎不能提供任何帮助。因此,在电力学术界就提出“同步相量测量理论”和“电力系统实时动态监测系统”来解决这个问题,通过基于GPS同步时钟的相量测量装置(Phasor Measurement Unit: PMU),同步采集电网各关键节点的电压电流相量,这些同步相量数据不需要如同原始波形的采集密度就可对电网的动态运行状态进行实时精准的状态预测,为输电线路的低频振荡及故障分析等工作提供足够的数据,为系统事后分析提供详实而同步的数据。PMU是电力系统实时动态监测系统及广域测量系统的核心单元。
技术要求规范(PMU)
附件1 技术规范1 总则1.1 本规范书适用于邢台国泰发电有限公司相量测量装置(PMU)升级改造项目的技术要求。
它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
它包括系统及其运行参数的设计、设备及其附件的选型、配套、结构、性能、制造、安装、试验、调试、试运、培训、技术服务、检修和质量保证等各方面的技术要求。
1.2 本卷提出招标方的最低限度的技术要求(简称技术门槛值),并未规定所有的技术要求和适用的标准。
投标方须实质性地响应本卷的技术规定和要求,提供符合引进机型的原先标准和本规范书所列标准的高质量、最新工业标准的产品,以及相应的技术服务。
同时必须满足国家关于产品质量、安全、工业卫生、劳动保护、环保、消防等强制性标准的要求。
投标方不响应本卷中标有“☆”技术要求,其投标文件可能被拒绝。
1.3 投标方对本卷的偏差(无论多少)都必须清楚地表示在投标文件中的技术附录B “投标方提出的技术差异表”中,投标方未在技术附录B中对本招标文件提出偏差,除了招标文件的技术要求有差错外,不管投标方在投标文件的其他任何地方有其他描述,均视为投标方的投标的产品完全满足本招标文件和标准的要求。
1.4 在签订合同后,因招标文件所采用的标准和规程等发生变化,招标方有权以书面形式提出补充要求。
在设备投料生产之前,投标方须予以修改。
具体项目由双方共同商定。
但价格不作调整。
1.5 若投标方提出的技术标准与本规范书所列标准不一致时,执行较高标准。
如本卷中涉及有关商务方面的内容与招标文件第一卷“商务部分”有矛盾时,执行较高的要求。
1.6 合同签订后15日内投标方提出合同设备的设计、制造、检验/试验、装配、安装、调试、试运、验收、试验、运行和维护等标准清单给招标方,由招标方确认。
1.7 投标方对供货范围内的成套系统设备(含设备、附件等)负有全责,包括分包(或对外采购)的产品。
分包(或对外采购)的主要产品制造商应事先征得招标方的认可。
PMU相量测量装置简介
SCADA /WAMS
1、n*6 模拟量(n=线路) 2、n*16 开关量(n=线路)
5、PMU-G
机端电压电流 轴脉冲(鉴相/转速)
GPS
发 电 机 测 量
电压电流同步相量 内电势同步相量 发电机功角
SCADA /WAMS
状态接点
1G
实时UIPQ数据
1、6路模拟量(1条线路) 2、4路4-20mA输入 3、1路键相脉冲 17 4、1路转速脉冲
通信模块
控制输出
PMU主要软件模块
1)GPS授时信号处理模块; 2)模拟量信号采集处理模块; 3)开关量信号采集处理模块; 4)发电机内电势信号采集处理模块; 5)数据转换模块(如:将三相电压转换成 正序量传送); 6)通信模块; 7)扰动录波模块; 8)控制输出模块(输出4-20mA控制信号);
3、PMU-GPS
天 线
GPS模块 输入信号 守 时 模 块
时 间 控 制 单 元
时 间 分 配 单 元
光纤信号
串行口信号
1、天线的长度可为30/50/100/1km 2、输出接口不够时可通过输入信号进行级联
4、PMU-M
PT CT GPS 状 态 接 点
线 路 测 量 装 置 1M
同 步 相 量 实 时 数 据
装置的输出信号有:
1)用于中央信号的告警信号输出; 2)用于通信用的10/100M以太网及RS232接口 (采用IEEE std 1344通信标准); 3)用于控制用的4-20mA输出;
PMU测量软件 GPS信号处理 模拟量采集 开关量采集 发电机内电势采集 4-20mA采集
扰动录波
相量计算及转换
开关量信号 发电机转轴信号 4-20 mA 信号
相量测量装置(PMU)_施工作业指导书_(2012)
相量测量装置(PMU)施工作业指导书目次1 适用范围 ....................................................................... ................................ .. (74)2 编写依据 ....................................................................... ................................ .. (74)3 作业流程 ....................................................................... ................................ .. (75)4 安全风险辨析与预控 .................................................... ................................ .. (76)5 作业准备 ...................................................................... ................................ (76)6 作业方法及质量控制措施 ........................................... ................................ .. (77)7 质量控制点 ..................... ............................................. ................................ .. (79)1 适用范围本作业指导书适用于电网公司110kV 及以上电压等级变电站自动化系统新建和改造项目的安装调试和验收工作,扩建项目和其他电压等级变电站自动化系统的验收工作可参照执行。
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
《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。
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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。
中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端技术规范
中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端技术规范目录1范畴12规范性引用文件13术语和定义33.1配变监测计量终端 3 3.2 计量自动化主站3 4技术要求34.1环境条件34.2机械阻碍44.3工作电源44.4外观结构64.5绝缘性能要求64.6温升 74.7数据传输信道74.8功能要求74.9电磁兼容性要求39 4.10可靠性指标41 4.11包装要求415检验规则415.1检验分类415.2全性能试验 415.3 到货抽检425.4 到货验收425.5 结果处理425.6 检验项目42前言按照中国南方电网有限责任公司实现电能计量“标准化、电子化、自动化、智能化”的战略目标要求,参考国家和行业标准,结合公司目前和以后的应用需求,对2008年颁布的《营销自动化系列标准》进行了修订,形成《计量自动化终端系列标准》。
本系列标准包括《中国南方电网有限责任公司负荷治理终端技术规范》、《中国南方电网有限责任公司负荷治理终端检验技术规范》、《中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端技术规范》、《中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端检验技术规范》、《中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统集中器技术规范》、《中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统集中器检验技术规范》、《中国南网电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统采集器技术规范》、《中国南方电网有限责任公司低压电力用户集中抄表系统采集器检验技术规范》、《中国南方电网有限责任公司厂站电能量采集终端技术规范》、《中国南方电网有限责任公司厂站电能量采集终端检验技术规范》、《中国南方电网有限公司计量自动化终端外形结构规范》、《中国南方电网有限责任公司计量自动化终端上行通信规约》等12个标准。
本标准与《中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端检验技术规范》、《中国南方电网有限公司计量自动化终端外形结构规范》,对配变监测计量终端外形结构、技术要求和检验验收等规则做出了规定,是中国南方电网有限责任公司配变监测计量终端招标采购、检验验收及质量监督等工作的技术依据。
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。
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)
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 2-1-1003-2008)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。
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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-2-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。
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15.8.1
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6
16.1
16.1.1
16.1.2
16.1.3
16.2
16.2.1
16.2.2
16.2.3
16.3
装置应具有不少于三个网络接口,支持接入2M专线通道(接入MSTP口或经路由设备接入E1口),支持接入调度数据网。
16.4
16.4.1
13.7
安装在电力调度中心,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系统。
13.8
旋转的同步发电机转子磁场
13.9
发电机内电势和机端电压正序相量之间的夹角称为发电机功角。
13.10
子站相量测量装置按照标准格式记录实时测量的相量、模拟量、频率、开关量等。
13.11
子站相量测量装置按照标准格式记录的通道采样值。
17.5
17.5.1
17.5.1.1
17.5.1.2
17.5.1.3
17.5.2
17.5.2.1
17.5.2.2
17.5.2.3
17.6
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17.6.1.1
17.6.1.2
17.6.1.3
17.6.1.4
17.6.1.5
17.6.2
17.6.2.1
17.6.2.2
17.6.2.3
17.6.2.4
17.11.4
装置应能承受GB/T 14537-1993中4.2.2规定的严酷等级为1级的冲击耐久试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准中5.2规定的要求。
17.12
17.12.1
在试验的标准大气条件下,改变7.6.1中规定参数为选定的极限条件(其余为额定值),装置应能可靠工作,性能及参数符合本规范第6部分的规定。
17.14.4
应遵照GB14598.27-2008的规定。
17.14.5
应遵照GB14598.27-2008的规定。
17.15
17.15.1
17.15.2
17.15.3
17.15.4
17.15.5
17.15.6
8
装置和数据通道的命名应符合附录A的命名规范。
附录
相量测量装置数据命名规则
A.1适用范围
本规则适用于南方电网相量测量装置(PMU)传输数据的信息对象的命名。
17.12.2
在试验的标准大气条件下,直流电源在7.6.2中规定范围内变化时,装置应能可靠工作,性能及参数符合本规范第6章的规定。
在瞬时连接或瞬时断开直流电源,直流电源缓慢上升或缓慢下降时,装置均不应误发信号,当直流电源恢复正常后,装置应自动恢复正常工作。
17.13
17.13.1
17.13.2
17.13.3
GB14598.27-2008《量度继电器和保护装置第27部分:产品安全要求》
3Leabharlann 13.1正弦量的复数表示形式。相量的模代表正弦量的有效值,相量的幅角代表正弦量的相角。
13.2
对信号
13.3
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。
17.10.7
装置应能承受GB/T 17626.12-1998规定的严酷等级为III级的1MHz和100kHz的脉冲群干扰试验。
17.11
17.11.1
装置应能承受GB/T 11287-2000中3.2.1规定的严酷等级为2级的振动响应试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准中5.1规定的要求。
17.10.5
装置应能承受GB/T 17626.6-1998第5章规定的试验等级为3级的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
17.10.6
装置应能承受GB/T 17626.8-2006第5章规定的试验等级为5级的工频场抗扰度试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
17.11.2
装置应能承受GB/T 11287-2000中3.2.2规定的严酷等级为1级的振动耐久试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准中5.2规定的要求。
17.11.3
装置应能承受GB/T 14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为2级的冲击响应试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准中5.1规定的要求。
GB/T 11287-2000《电气继电器》第21部分:度量继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第1篇:振动试验(正弦)
GB/T 14537-1993《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》
GB/T 3047.4-1986《高度进制为44.45mm的插箱、插件的基本尺寸系列》
GB4208-2008《外壳防护等级(IP代码)》
A.2站名代码命名规则
PMU配置帧中站名代码字段STN的命名规则见表A.1。
表A.1及以下命名规则表中的字段长度均指字段的字节数。
表A.1PMU配置帧站名代码的命名规则
字段
长度
说 明
STN
16
由16个字节的ASCII码组成
站名代码STN应以厂站的汉字实名表示,总长不超过16个字节,即8个汉字。例如,贵州盘南电厂。
17.10.3
装置应能承受GB/T 17626.4-1998第5章规定的严酷等级为3级的快速瞬变干扰试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
17.10.4
装置应能承受GB/T 17626.5-1999第5章规定的试验等级为3级的浪涌(冲击)抗扰度试验,在试验期间和试验后装置的性能应符合该标准第9章规定的要求。
15.2.1
15.2.2
15.2.3
(1)在闰秒发生后5s内将时标调整为与协调世界时一致;
(2)在闰秒发生后5s,同步相量测量、动态数据记录和实时通信等功能应恢复正常。
15.3
15.3.1
15.3.2
(1)发电机的励磁电压、励磁电流;
(2)励磁机励磁电压、励磁机励磁电流;
(3)转速脉冲;
(4)机组调节级压力;
7
17.1
17.1.1
17.1.2
17.1.3
17.2
17.2.1
17.2.2
17.2.3
17.3
装置的储存、运输及安装的极限环境温度为-25℃~+70℃。
17.4
装置的使用地点应无爆炸危险、无腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌、不允许有超过发电厂、变电站正常运行范围内可能遇到的电磁场存在。有防御雨、雪、风、沙、尘埃及防静电措施。场地应符合GB/T 9361-1988中B类的规定。接地电阻应符合GB/T 2887-2000中4.4的要求。
16.7.2
16.7.2.1
16.7.2.2
16.7.3
表3频率测量的误差要求
输入信号频率
25f45
45≦f≦55
55f75
频率测量误差极限
0.1Hz
0.002Hz
0.1Hz
16.7.4
16.7.4.1
16.7.4.2
16.7.5
16.7.5.1
16.7.5.2
16.7.6
装置应能利用同步时钟的秒脉冲同步装置的采样脉冲,采样脉冲的同步误差应不大于1µs。
(5)协调控制系统中一次调频修正前负荷指令信号;
(6)协调控制系统中一次调频修正后负荷指令信号;
(7)一次调频动作信号;
(8)AVR(励磁调节器)状态,状态1为自动,状态0为手动;
(9)PSS(电力系统稳定器)状态,状态1为投入,状态0为退出。
15.3.3
15.4
15.4.1
15.4.2
15.4.3
GB/T 15153.2-2000《远动设备及系统》第2部分:工作条件 第2篇:环境条件(气候、机械和其他非电影响因素)
GB/T 17626.2-2006《电磁兼容》试验和测量技术 静电放电抗扰动试验
GB/T 17626.3-2006《电磁兼容》试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰动试验
GB/T 17626.4-1998《电磁兼容》试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰动试验
16.4.2
16.5
暂态数据记录是装置按照其采样间隔记录采集的通道瞬时值,装置的采样速率应不低于4800点/s,暂态数据记录应符合ANSI/IEEE C37.111的要求,要求不变频、不分段。
16.6
16.6.1
16.6.2
16.7
16.7.1
16.7.1.1
16.7.1.2
表1基波电压相量相角测量的误差要求
IEEE C37.118-2005《电力系统同步相量标准》
ANSI/IEEE C37.111-2001《电力系统暂态数据交换通用格式》
GB/T 2887-2000《电子计算机场地通用规范》
GB/T 9361-1998《计算站厂地安全要求》
GB/T 15153.1-1998《远动设备及系统》第2部分:工作条件 第1篇:电源和电磁兼容性
17.13.4
17.14
17.14.1
应遵照GB/T 3047.4的规定。
17.14.2
外壳防护等级应符合GB 4208-2008中规定的外壳防护等级IP20的要求(户外使用的装置应符合GB 4208-2008中规定的外壳防护等级IP54的要求)。
17.14.3
电气间隙和爬电距离的最小值应遵照GB14598.27-2008的规定。
目 次
前 言
相量测量装置和广域测量系统是电力系统安全稳定监测的重要手段。