《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
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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。

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，鼓励根据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
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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。

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。

4.2同步相量synchrophasor
对信号以标准时间为基准进行同步采样并转换而得的相量称为同步相量。

电网同步相量之间的相位关系反映了电网相应交流电气量的实际相位关系。

4.3相量测量装置phasor measurement unit (PMU)
用于进行同步相量的测量、记录和输出的装置。

PMU的核-4-
心功能包括基于标准时钟信号的同步相量测量功能、失去标准时钟信号的守时功能、与主站之间实时通信功能。

4.4广域测量系统wide area measurement system (WAMS)
以同步相量测量技术为基础，以电力系统动态过程监测、分析为目标的实时监测系统。

WAMS系统包括主站部分和子站部分，PMU装置是WAMS系统的子站设备。

4.5数据集中器data concentrator（DC）
用于子站端接收和转发数据的通信装置。

能够同时接收多个通道的测量数据，并能实时向多个通道转发测量数据。

4.6子站substation
安装在同一厂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，也可以由多台相量测量装置和数据集中器构成。

一个子站可以同时向多个主站传送测量数据。

4.7主站main station
安装在电力调度中心，用于接收、管理、存储、分析、显示
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和转发动态同步相量数据的计算机系统。

4.8发电机内电势generator internal electromotive force
同步发电机转子以同步速率旋转时，主磁场在气隙中形成旋转磁场，它“切割”定子绕组，在定子绕组内感应出的对称三相电动势，称为激磁电动势，又称发电机内电势。

4.9发电机功角power angle
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。

4.10动态数据dynamic data
PMU装置实时测量、计算得出的电力系统相量、功率、频率、开关量等数据。

4.11暂态数据transient data
PMU装置在电力系统出现扰动时自动记录下的电力系统电气量的瞬时值数据。

5职责划分
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5.1南网总调
5.1.1负责南方电网PMU的专业管理工作，对子公司、分公司及发电厂的PMU工作进行专业指导。

5.1.2贯彻执行国家有关法律法规、电力行业标准及相关规定，组织制定南方电网PMU装置的技术标准和管理规定并监督执行。

5.1.3负责南方电网PMU装置的运行统计评价，发布PMU 装置的运行信息。

5.1.4负责南方电网PMU装置的技术监督工作，对PMU 装置存在的重大缺陷提出整改要求。

5.1.5根据电网运行的需要，提出调度管辖范围内PMU装置的配置及技术改造要求。

5.1.6参与调度管辖范围内新、改（扩）建PMU装置的技术规范审查和设备选型。

5.1.7组织PMU装置技术信息交流和培训。

5.2各省（区）中调
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5.2.1负责本省（区）电网PMU装置的专业管理,对调度管辖范围内各单位的PMU工作进行专业指导。

5.2.2贯彻执行国家、电力行业和南方电网公司的有关法律、标准和规定，参与南方电网PMU装置的技术标准和管理规定的制定工作。

5.2.3负责本省（区）电网PMU装置的运行统计评价，按要求将统计评价结果上报南网总调。

5.2.4负责本省（区）电网PMU装置的技术监督工作，对PMU装置存在的缺陷提出整改要求。

5.2.5根据本省（区）电网运行的需要，提出本省（区）电网PMU装置的配置及技术改造要求。

5.2.6参与本省（区）电网新、改（扩）建PMU装置的技术规范审查和设备选型。

5.2.7组织本省（区）电网PMU专业培训工作。

5.3分、子公司规划部门
5.3.1在进行电力系统规划工作中，按照本规定的PMU配-8-
置原则，与一次系统同步规划电网PMU装置。

5.4分、子公司工程建设管理部门
5.4.1负责组织PMU装置的设计、施工、调试和竣工验收工作，并保证PMU装置与相应输变电工程的一次设备同步投入运行。

5.4.2及时向相应调度机构和设备运行维护单位提供PMU 装置的施工图纸、竣工图纸、技术说明书等技术资料。

5.5分、子公司生产技术部门
5.5.1负责PMU装置的设备归口管理。

5.5.2负责组织PMU装置技术改造方案的编制、审查，落实技术改造资金，协调并监督技术改造方案的实施。

5.5.3负责组织PMU装置技术改造工程的设计、施工、调试和竣工验收，按照有关规定进行新建工程PMU装置的竣工验收。

5.5.4参与PMU装置的规划、设计审查及设备选型。

5.6发电企业
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5.6.1按照本规定的PMU配置原则，与一次系统同步规划、建设发电厂的PMU装置。

5.6.2落实调度机构关于PMU装置的配置、技改和反措要求。

5.6.3负责本单位的PMU装置的运行维护工作。

5.7设备运行维护单位（超高压局、供电局和发电厂）
5.7.1贯彻执行有关PMU装置的标准和规定。

5.7.2负责所维护PMU装置的现场测试验收工作。

5.7.3负责编写所维护PMU装置的现场运行规程；建立、健全所维护PMU装置的图纸资料及运行技术档案。

负责所维护PMU装置的运行维护和日常管理工作，掌握装置运行状况，及时分析处理异常情况。

做好PMU装置的运行统计工作，并按要求将运行统计结果上报PMU装置所属的专业管理部门。

5.7.4负责所维护PMU装置的定期检验工作。

5.7.5负责落实有关反事故措施，并根据所维护PMU装置的运行情况，提出所维护PMU装置的技改方案。

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5.7.6负责本单位PMU装置维护人员和运行人员的专业技术培训。

6配置原则和技术要求
6.1布点原则
6.1.1PMU的布点应满足电网稳定监视、分析、预警和决策的要求。

6.1.2单机容量300MW及以上的电厂、总装机容量500MW及以上的电厂应配置PMU装置。

6.1.3南方电网直流换流站、500kV变电站应配置PMU装置。

6.1.4地区小水电容量超过200MW的220kV变电站应配置PMU装置。

6.1.5其他稳定问题突出的发电厂和变电站，也应配置PMU 装置。

6.2技术要求
6.2.1基本技术要求
6.2.1.1PMU装置的软件、硬件、结构设计及性能要求应遵循《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T 14285-2006）、《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》（DL/T 478-2001）、《220kV～500kV电力系统故障动态记录技术准则》（DL/T 553-1994）、《远动设备及系统第4部分：性能要求》（GB/T17463-1998）等技术规范的要求。

6.2.1.2PMU装置应能够测量、存储和实时发送动态数据，应能与变电站自动化系统或发电厂监控系统交换数据。

6.2.2实时监测功能要求
6.2.2.1为保证测量精度，PMU装置的交流电流回路应接入测量CT回路。

6.2.2.2 500kV变电站的PMU装置应同时接入站内所有500kV侧和200kV侧间隔的电压、电流量，并接入必要的开关量。

6.2.2.3直流换流站的PMU装置应同时接入站内所有交流出线、换流变压器交流侧电压、电流量，并接入必要的开关量。

6.2.2.4 220kV变电站的PMU装置应同时接入站内所有220kV侧主变和线路的电压、电流量，并接入必要的开关量。

220kV变电站的110kV出线，若所联系的110kV以下电网有较多电源或可能存在稳定问题，则也应将其电压、电流量接入PMU装置。

6.2.2.5发电厂的PMU装置应测量发电机内电势、功角、定子电压、定子电流、励磁电压、励磁电流和转速信号，接入送出线路的电压、电流量，并接入必要的开关量。

6.2.2.6 PMU装置应同步测量安装点的三相电压、三相电流和必要的开关量信号，并实时计算得出各电气量的三相基波相量、正/负/零序相量和系统频率。

6.2.2.7 PMU装置应将部分或全部动态数据实时传送到主站。

6.2.2.8PMU装置应具备同时向多个主站实时传送动态数据的能力。

6.2.2.9 PMU装置应能接受主站的召唤命令，向主站传送
历史动态数据和暂态数据。

6.2.2.10 PMU装置应具备明确分类的异常告警信号，并接入厂站监控系统和WAMS主站，用于运行值班人员监视。

6.2.3动态数据记录功能要求
6.2.3.1应能连续记录全部动态数据。

6.2.3.2当装置监测到电力系统发生扰动时，装置应能结合时标建立事件标识，并向主站发送告警信息。

6.2.3.3装置动态数据的最高记录速率应不低于100次/秒，并具有多种可选记录速率；装置动态数据的保存时间应不少于14天。

6.2.3.4记录的数据应有足够的安全性。

不应因直流电源中断而丢失已记录的数据；不应因外部访问而删除或中断记录数据；不应提供人工删除和修改记录数据的功能。

6.2.4暂态数据记录功能要求
6.2.4.1电力系统出现扰动导致PMU装置所监测的电气量出现异常时，PMU装置应自动触发暂态数据记录功能，记录扰
动前后各接入量的暂态数据。

6.2.4.2运行维护单位应在PMU装置投运前，按附表一给出的整定原则，整定PMU装置触发记录暂态数据的条件，并将实际整定值报相应调度机构备案。

若有需要，调度机构也可下达PMU装置触发记录暂态数据的整定值。

6.2.4.3暂态数据的采样频率应达到1000Hz以上。

6.2.4.4暂态数据文件应符合ANSI/IEEE C3
7.111-1991（COMTRADE）的要求。

6.2.5 PMU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。

6.2.6时钟同步要求
6.2.6.1 PMU装置应利用同步时钟（例如GPS等系统的授时信号）作为数据采样的基准时钟源。

6.2.6.2 PMU装置应利用同步时钟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。

6.2.6.3 PMU装置每秒测量相量的次数应是整数，采样点在每秒内应均匀分布。

6.2.7电力二次系统安全防护
PMU装置必须具备可靠性高的自身安全防护措施，不得与安全等级较低的系统直接相连。

6.2.8电源要求
PMU装置应采用冗余电源，并接入厂站内向子站自动化系统设备供电的专用电源设备（包括不间断电源、直流电源及配电柜）。

7设备运行管理
7.1调度机构自动化部门负责主站WAMS系统的运行维护和厂站PMU装置运行的专业管理，运行方式部门负责提出PMU装置的配置和功能需求，并负责WAMS系统数据的分析。

7.2主站WAMS系统及厂站PMU的运行管理应遵循《电网运行准则DL/T 1040-2007》、《中国南方电网电力调度管理规程Q/CSG 2 1003—2008》中调度自动化管理的相关规定。

7.3厂站PMU装置安装调试工作完毕后，应由设备运行维护单位按照有关技术规定进行验收测试，验收合格后方具备投运条件。

验收内容和项目可参考附件1。

7.4 PMU装置具备投运条件后，设备运行维护单位应向相应调度机构自动化部门申请接入主站，并向相应通信部门申请通信通道。

在接入申请中应明确PMU装置的设备生产厂家、设备型号、厂站ID CODE编号、与各级调度机构的通信接口数量和方式（附表二）；在通信通道申请中应提出拟使用的通信通道，采用调度数据网接入时可参考《南方电网调度数据网络业务接入申请单》（附表三）的格式填写。

自动化部门在收到接入申请并审批通过后，向设备运行维护单位批复接入计划；通信部门在收到通信通道申请并审批通过后，下发业务接入开通单。

7.5 PMU装置接入申请得到调度机构批复后，设备运行维护单位应与相应调度通信机构联系，共同完成接入WAMS主站的联调工作。

7.6新、改（扩）建PMU装置投入运行前，设备运行维护
单位应依据本规定和有关技术资料，完成现场运行规程的编写工作，并上报相应调度机构自动化部门备案。

现场运行规程应明确装置的使用条件、操作规定、故障处理原则、安全注意事项及有关说明。

7.7 PMU设备维护单位应建立PMU设备技术档案，技术档案应包括：PMU设备施工图纸、竣工图纸、技术说明书、设备运行维护记录及配置信息参数表等。

7.8厂站运行值班人员必须按照现场运行规程及有关规定，对PMU装置进行定期巡视，并做好巡视记录，发现缺陷应及时处理。

7.9运行中PMU装置的投退必须经相应调度机构自动化值班员的许可，未经相应调度机构自动化值班员许可，不得擅自改变PMU装置的运行状态。

7.10 PMU装置出现异常告警、故障时，厂站运行值班人员应立即向相应调度机构自动化值班员报告。

7.11运行维护人员在接到PMU异常告警或故障通知后应
及时赶到现场，尽快查明原因、消除缺陷。

现场检查处理完毕、具备投入条件后，运行维护人员应向相应调度机构自动化值班员和厂站运行值班人员汇报，并向相应调度机构自动化值班员申请将装置重新投入，事后运行维护人员应按要求向相应调度机构自动化部门提供书面经过及处理情况。

7.12 PMU装置现场工作结束后，设备运行维护人员应报告相应调度机构自动化值班员，经自动化值班员同意后方可离开现场。

7.13运行维护单位应做好PMU软件、配置信息和运行记录的备份工作，可以通过硬盘、软盘或光盘备份，满足恢复灾难性破坏的要求。

当系统发生低频振荡或电网事故时，根据调度要求，做好相应时段PMU数据的备份工作。

7.14运行维护单位应参照《继电保护和电网安全自动装置检验规程》（DL/T 995-2006）、《220kV～500kV电力系统故障动态记录装置检测要求》（DL/T 663-1999）、《远动设备及系统第4部分：性能要求》（GB/T17463-1998）的有关内容对
PMU装置进行检验。

7.15厂站端一次系统变更（如一次设备的增/减、互感器变比改变等），设备运行单位应及时做好PMU装置的配置调整工作，如影响主站WAMS系统，应提前向相应调度机构自动化部门申请，并配合主站做好相关调整和试验。

7.16如在PMU装置上开展的有关工作影响其它专业设备，或其它专业设备工作影响PMU装置（如CT变比调整，或在共用CT回路上进行试验等，以及影响PMU信息采集通道正常使用的有关工作），设备运行维护单位必须在工作申请及方案中明确提出，说明工作影响范围，并制定相应安全措施。

8统计评价
8.1设备运行维护单位每月对所维护PMU装置的运行情况进行统计分析（格式参见附表四），并于次月5日前报送相应调度机构自动化部门。

8.2调度机构自动化部门应对所管辖的PMU装置进行统计评价。

各省（区）中调于次月8日前将统计分析报表（格式参见
附表五）报南网总调，南网总调于次月12日前编制全网PMU 装置统计分析报告（格式参见附表六）。

8.3南方电网PMU装置运行统计评价含以下三个指标：
8.3.1 PMU装置投运率：
投运率＝[1-（统计时段装置异常和故障退出运行小时数/统计时段日历总小时数）]×100％
8.3.2动态数据可用率：
动态数据可用率＝[1-(统计时段动态数据不可用小时数/统计时段日历总小时数)]×100％。

正常情况下PMU装置实时记录动态数据并保存不小于14天，若由于PMU装置故障导致不能记录和保存动态数据，则相应时段认定为动态数据不可用。

PMU装置正常连接至主站的情况下，由主站自动统计动态数据可用率。

8.3.3 GPS时钟可用率：
GPS时钟可用率＝[1-(统计时段GPS非正常运行小时数/统计时段日历总小时数)]×100％
9附则
本规定由中国南方电网电力调度通信中心负责编制和解释。

本规定自颁布之日起施行。

附加说明
本规定主要起草单位：中国南方电网电力调度通信中心。

本规定主要起草人：徐光虎、丁军策、苏寅生、胡荣、黄河、李建设、曾勇刚、李鹏、张勇、陈刚。

附表一
记录暂态数据的触发条件整定原则
项目定值（一次值）
相电压突变量启动5%Un
零序电压突变量启动5%Un
相电流突变量启动10%In
零序电流突变量启动5%In
相电压越上限110%Un
相电压越下限90%Un
负序电压越上限5%Un
零序电压越上限5%Un
相电流越限越上限110%In
负序电流越限越上限10%In
零序电流越限越上限10%In
频率越上限50.1Hz
频率越下限49.8Hz
频率变化率越限±0.1Hz/s
发电机功角越上限70度
发电机功角越下限-10度
注：Un为额定电压，即500kV、220kV、110kV
等。

In取相应线路、主变的CT变比一次值。

附表二
××（单位）PMU装置接入信息表
25
26
（盖章）27
附表三
南方电网调度数据网络业务接入申请单
附表四
××（单位）PMU装置运行情况统计表
31
注：1、装置投运情况和GPS投运情况由现场报送，专业管理机构将结合WAMS 主站统计情况进行评价。

2、装置动态数据可用率由专业管理机构填写。

审核：填表：填表单位：
（盖章）
32
附表五
××电网PMU装置运行情况统计表
33
审核：填表：填表单位：
（盖章）
34
附表六
南方电网PMU装置运行情况统计表
统计时段：（）月填表日期：年月日
35
（盖章）36
附件1
PMU现场投运验收材料
一、PMU现场投运验收单
变电站（电厂）相量测量装置（PMU）由
公司提供，交付设备工作正常，符合合同技术规范要求，通过现场投运验收，可以交付运行。

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注：”√”表示满足要求，“×”表示不满足并注明原因，“/”表示合同无此项内容
运行单位：签字人：供货单位：签字人：组屏单位：签字人：监理单位：签字人：
日期：
二、变电站（电厂）相量测量装置现场测试报告
1.装置测量精度测试
（1）交流模拟量精度测试（抽选1组单元）
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（2）直流模拟量精度测试（抽选1组单元）
（3）功率精度测试（抽选1组单元）
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（4）频率精度测试
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2.装置功能测试（1）实时监测功能
（2）实时记录功能
（3）告警功能检查
（4）GPS对时功能检查
同步检查：人工修改PMU时钟，观察时间是否能够恢复正常。

正确□不正确□
锁星检查：去除GPS天线，再接通GPS天线，观察GPS单元
是否从失步状态转为锁星状态。

正确□不正确□
（5）暂态数据记录功能检查（抽选1组单元）
采用继电保护测试仪，检查PMU装置的暂态数据记录功能。

3.与功角监测系统主站联调（1）与主站核对数据
（2）通信功能测试
4.测试人员签名
人员：单位：
日期：
注：”√”表示满足要求，“×”表示不满足并注明原因，“/”表示合同无此项内容三、投运验收外部条件
注：”√”表示满足要求，“×”表示不满足并注明原因，“/”表示合同无此项内容
运行单位：签字人：施工单位：签字人：供货单位：签字人：
监理单位：签字人：
日期：。