CN103575993A - 结合pmu动态数据处理的采样数据处理方法 - Google Patents

结合pmu动态数据处理的采样数据处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103575993A
CN103575993A CN201310539527.7A CN201310539527A CN103575993A CN 103575993 A CN103575993 A CN 103575993A CN 201310539527 A CN201310539527 A CN 201310539527A CN 103575993 A CN103575993 A CN 103575993A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
data processing
current
electric system
calculate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310539527.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103575993B (zh
Inventor
周红阳
余江
李正红
时伯年
王建东
叶艳军
余斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Sifang Automation Co Ltd
China Southern Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Beijing Sifang Automation Co Ltd
China Southern Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Sifang Automation Co Ltd, China Southern Power Grid Co Ltd filed Critical Beijing Sifang Automation Co Ltd
Priority to CN201310539527.7A priority Critical patent/CN103575993B/zh
Publication of CN103575993A publication Critical patent/CN103575993A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103575993B publication Critical patent/CN103575993B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种结合PMU动态数据处理方法，该方法在系统频率出现偏差情况下采用本方法能在不同功能应用中有效抑制频率偏差的影响。在电力系统频率偏离了额定频率后，依据PMU高精度频率计算结果，对原始采样数据进行动态处理来满足各次谐波分量计算、差频系统同期合闸等的应用要求；同时克服了常规采样在同一片ADC上完成多测点输入模拟量的数字化，频率跟踪只能选取一个主通道执行，进而有可能放大其他测点计算误差的缺点。本发明提高了电力系统频率偏差后测控装置的测量精度和控制可靠性。

Description

结合PMU动态数据处理的采样数据处理方法
技术领域
本发明属于电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种数据处理方法。
背景技术
在常规变电站中电流、电压互感器通过二次电缆接入二次设备，其采样CPU完全控制A/D转换时刻，并通过现有的硬测频回路或软件测频获得系统频率，常用的方法是将测频结果反馈到采样控制中，采用前一次计算所得频率倒数作为本次采样的时间间隔，动态调整A/D采样启动时刻。这种变采样率采样，可跟踪输入模拟量频率的变化，保证频率偏移额定值（工频f0=50Hz）后基于整周波的计算算法仍然准确，只要跟踪足够灵敏就可以抵消频率变化对计算的影响。
在IEC61850的纯数字化变电站中，过程层已经数字化、网络化，间隔层二次设备直接用数字通信接口接收采样值（SV）报文，AD采样由MU就地完成，间隔层设备不能控制，无法实施变采样率采样。当电力系统频率偏离了工频额定频率，常规测控算法采用长周波均方根算法计算总有效值，该算法可在一定范围内消除由于频率偏差带来的误差的影响，但是当频率偏移额定频率越大时，计算出的有效值波动会越大。尤其是在计算基波和各次谐波分量幅值时就会出现由于数据窗口非整周波造成频谱泄露，进而引入误差，呈现出基波和谐波幅值明显波动；同理，在差频系统中执行同期合闸，如果采用单周波的均方根有效值算法会有较大误差，而受频率偏差影响较小的长周波算法，天然存在输出计算结果过缓造成响应速度慢的缺点。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出了结合PMU动态数据处理技术的一种测控算法，在系统频率出现偏差情况下采用本方法能在不同功能应用中有效抑制频率偏差的影响。
本发明采用的技术方案如下：
一种结合PMU动态数据处理的采样数据处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）电力电流互感器/电压互感器输出电流、电压，经合并单元（MU）数字化处理后，向过程层网络输出符合IEC61850-9-2规范的采样值报文，即SV报文，合并单元的固定采样率4kHz，采样间隔ΔT0=250μs，对应工作在额定频率f0=50Hz的电力系统，相当于每周波采集N=80点；厂站一体化装置接入过程层网络，从过程层网络获取并解析SV报文，并进行基于DFT求解基波相量的动态数据处理，计算当前与上一相邻采样时刻基波分量的相量，计算相邻两个采样点之间的相位差，计算当前频率与额定频率的频率差，获得电力系统当前频率f1并按精确时标记录保存该频率，电力系统频率计算范围25.000Hz～75.000Hz；如果电力系统当前频率在额定频率附近，则进行正常的常规计算和判别，当电力系统当前频率f1偏离额定频率f0达到预定值时，进行以下步骤2和步骤3；
（2）厂站一体化装置实时进行电力系统的谐波检测，计算T1=1/f1，N1=T1/ΔT0，其中，f1为电力系统当前实际频率，T1为电力系统当前周期，N1为当前一个整周波的理论采样点数，将N1放大k倍后取整数，用k个实际周波数据作为数据窗，分别计算合并单元采样值的基波和各次谐波的有效值；扩大采样窗计算有效值的代价是时间响应慢；
（3）厂站一体化装置接收来自站控层网络的自动同期合闸命令后，依据ΔT1=T1/N，对一个理想周波内的N个采样值按ΔT1为新的采样间隔实施拉格朗日插值，以这种重采样的技术手段，产生新的对应当前电力系统频率f1的N点采样序列，计算参与同期双方的电压幅值差、相位差，然后进行差频系统同期合闸条件判断。
有益效果：本发明结合了相量测量单元（PMU）模块宽动态范围内高精度相量和频率计算，动态适应电力系统频率对额定频率的偏离，分别用一个周波内变采样点数和重采样变采样间隔时间的算法，大大提高了谐波检测精度，提升了差频系统同期合闸合格率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1是本发明的输入采样值数据序列；
图2是本发明的结合PMU动态数据处理的采样数据处理方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，+号标记的曲线为工频50Hz，第0～80点为一个周波20ms，正方形标记的曲线频率大于额定值，三角曲线频率小于额定值。如果都以20ms数据窗计算谐波量，偏离额定频率下的模拟量会因为数据窗包含的采样点在一个周波内的位置不同而计算结果不断波动。
因此针对不同的应用，本发明提出了不同的频率自适应方法。如图2所示，本发明结合PMU动态数据处理的采样数据处理方法包括以下步骤：
步骤1：电力电流互感器/电压互感器输出电流、电压，经合并单元（MU）数字化处理后，向过程层网络输出符合IEC61850-9-2规范采样值报文、即SV报文，合并单元的固定采样率4kHz，采样间隔ΔT0=250μs，对应工作在额定频率f0=50Hz的电力系统，相当于每周波采集N=80点；厂站一体化装置接入过程层网络，从过程层网络获取并解析SV报文，并进行基于DFT求解基波相量的动态数据处理，计算电力系统当前频率f1并按精确时标记录保存该频率，电力系统频率计算范围25.000Hz～75.000Hz；如果电力系统当前频率在额定频率附近，则进行正常的常规计算和判别，当电力系统当前频率f1偏离额定频率f0达到预定值时，进行以下步骤2和步骤3；
步骤2：厂站一体化装置实时进行电力系统的谐波检测，计算T1=1/f1，N1=T1/ΔT0，其中，f1为电力系统当前实际频率，T1为电力系统当前周期，N1为当前一个整周波的理论采样点数，将N1放大k倍后取整数，用k个实际周波数据作为数据窗，分别计算合并单元采样值的基波和各次谐波的有效值；这是变采样点数，定采样间隔的计算方法；
步骤3：厂站一体化装置接收来自站控层网络的自动同期合闸命令后，依据ΔT1=T1/N，对一个理想周波内的N个采样值按ΔT1为新的采样间隔实施拉格朗日插值，以这种重采样的技术手段，产生新的对应当前电力系统频率f1的N点采样序列，快速计算计算参与同期双方的电压幅值差、相位差，然后进行差频系统同期合闸条件判断。随着时间推移实时捕捉最佳合闸提前时间，避免了同期双方电压频率不一致且频率在不断调节过程中造成的电压有效值计算误差问题，实现平滑并网操作。这是固定一个周期的采样点数N=80，对原始采样值进行重采样插值，形成当前实际周期内间隔时间为ΔT1的定采样点数，变采样间隔的计算方法。
对于谐波量计算的应用，采用固定采样间隔为ΔT0修正一周内采样点数并适当放大数据窗口来补偿一周波非整数采样点产生的误差。在差频系统自动同期合闸判别中，对侧频率、电压处于不停地调节变化中，采用对原始数据的插值重采样法来拟合实际周期一周内的新采样序列点，仍然使用每周采样点数N不变的公式计算有效值。

Claims (1)

1.一种结合PMU动态数据处理的采样数据处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）电力电流互感器/电压互感器输出电流、电压，经合并单元（MU）数字化处理后，向过程层网络输出符合IEC61850-9-2规范的采样值报文，即SV报文，合并单元的固定采样率4kHz，采样间隔ΔT0=250μs，对应工作在额定频率f0=50Hz的电力系统，相当于每周波采集N=80点；厂站一体化装置接入过程层网络，从过程层网络获取并解析SV报文，并进行基于DFT求解基波相量的动态数据处理，计算当前与上一相邻采样时刻基波分量的相量，计算相邻两个采样点之间的相位差，计算当前频率与额定频率的频率差，获得电力系统当前频率f1并按精确时标记录保存该频率，电力系统频率计算范围25.000Hz～75.000Hz；如果电力系统当前频率在额定频率附近，即电力系统当前频率f1偏离额定频率f0小于预定值，则进行正常的常规计算和判别，当电力系统当前频率f1偏离额定频率f0达到预定值时，进行以下步骤（2）；
（2）厂站一体化装置实时进行电力系统的谐波检测，计算T1=1/f1，N1=T1/ΔT0，其中，f1为电力系统当前实际频率，T1为电力系统当前周期，N1为当前一个整周波的理论采样点数，将N1放大k倍后取整数，用k个实际周波数据作为数据窗，分别计算合并单元采样值的基波和各次谐波的有效值；
（3）厂站一体化装置接收来自站控层网络的自动同期合闸命令后，依据ΔT1=T1/N，对一个理想周波内的N个采样值按ΔT1为新的采样间隔实施拉格朗日插值，以这种重采样的方式，产生新的对应当前电力系统频率f1的N点采样序列，计算参与同期双方的电压幅值差、相位差，然后进行差频系统同期合闸条件判断。
CN201310539527.7A 2013-11-04 2013-11-04 结合pmu动态数据处理的采样数据处理方法 Active CN103575993B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310539527.7A CN103575993B (zh) 2013-11-04 2013-11-04 结合pmu动态数据处理的采样数据处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310539527.7A CN103575993B (zh) 2013-11-04 2013-11-04 结合pmu动态数据处理的采样数据处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103575993A true CN103575993A (zh) 2014-02-12
CN103575993B CN103575993B (zh) 2016-03-30

Family

ID=50048197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310539527.7A Active CN103575993B (zh) 2013-11-04 2013-11-04 结合pmu动态数据处理的采样数据处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103575993B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104360297A (zh) * 2014-11-07 2015-02-18 国家电网公司 一种基于瞬时值比较的pmu动态性能多指标测试方法
CN109639671A (zh) * 2018-12-10 2019-04-16 华北电力大学 一种适用于同步量测数据传输的方法及系统
CN112485743A (zh) * 2020-11-10 2021-03-12 广东电网有限责任公司广州供电局 一种基于pmu数据的互感器偏差识别方法
CN112905958A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 南京国电南自电网自动化有限公司 基于测控装置的短时数据窗遥测数据状态辨识方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090134947A1 (en) * 2006-08-05 2009-05-28 Min Ming Tarng Green technology platform for green chip design of MS0-GBQ-AMC-LCO clock, PLL-free SerDes, tire safety, inductorless-PMU & PA on vialess-ESDSL-PCB
CN101741086A (zh) * 2009-12-16 2010-06-16 国网电力科学研究院 基于pmu数据的稳定计算模型及参数精度的综合评估方法
CN102902879A (zh) * 2012-08-28 2013-01-30 南京国电南自电网自动化有限公司 一种基于fpga硬件dft递推的同步相量计算方法
EP2560073A1 (en) * 2011-08-17 2013-02-20 Broadcom Corporation Semiconductor device predictive dynamic thermal management
CN103248043A (zh) * 2013-04-28 2013-08-14 西南交通大学 一种基于同步相角测量装置的电力系统多区域分布式状态估计方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090134947A1 (en) * 2006-08-05 2009-05-28 Min Ming Tarng Green technology platform for green chip design of MS0-GBQ-AMC-LCO clock, PLL-free SerDes, tire safety, inductorless-PMU & PA on vialess-ESDSL-PCB
CN101741086A (zh) * 2009-12-16 2010-06-16 国网电力科学研究院 基于pmu数据的稳定计算模型及参数精度的综合评估方法
EP2560073A1 (en) * 2011-08-17 2013-02-20 Broadcom Corporation Semiconductor device predictive dynamic thermal management
CN102902879A (zh) * 2012-08-28 2013-01-30 南京国电南自电网自动化有限公司 一种基于fpga硬件dft递推的同步相量计算方法
CN103248043A (zh) * 2013-04-28 2013-08-14 西南交通大学 一种基于同步相角测量装置的电力系统多区域分布式状态估计方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘炳旭等: "基于固定采样频率的向量精确测量算法", 《山东大学学报（工学版）》 *
耿池勇: "适用于同步向量测量的DFT算法研究", 《电力自动化设备》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104360297A (zh) * 2014-11-07 2015-02-18 国家电网公司 一种基于瞬时值比较的pmu动态性能多指标测试方法
CN104360297B (zh) * 2014-11-07 2017-09-19 国家电网公司 一种基于瞬时值比较的pmu动态性能多指标测试方法
CN109639671A (zh) * 2018-12-10 2019-04-16 华北电力大学 一种适用于同步量测数据传输的方法及系统
CN109639671B (zh) * 2018-12-10 2020-11-13 华北电力大学 一种适用于同步量测数据传输的方法及系统
CN112485743A (zh) * 2020-11-10 2021-03-12 广东电网有限责任公司广州供电局 一种基于pmu数据的互感器偏差识别方法
CN112905958A (zh) * 2021-01-27 2021-06-04 南京国电南自电网自动化有限公司 基于测控装置的短时数据窗遥测数据状态辨识方法及系统
CN112905958B (zh) * 2021-01-27 2024-04-19 南京国电南自电网自动化有限公司 基于测控装置的短时数据窗遥测数据状态辨识方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103575993B (zh) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103543335B (zh) 一种同步相量测量方法
US20050222808A1 (en) Determining an operational limit of a power transmision line
CN103558436B (zh) 基于单相锁相环算法的检测电网电压幅值、频率和相角的方法
US8321162B2 (en) Minimizing circulating current using time-aligned data
CN103575993A (zh) 结合pmu动态数据处理的采样数据处理方法
CN103941088A (zh) 一种基于三相信号的电力系统频率快速测量方法
US20090254291A1 (en) Acquiring Phasors Outside the Frequency Tracking Range for Power Protective Relays
JP2018523960A (ja) 供給ネットワークにおける電圧を検出する方法および装置
CN102495282A (zh) 一种交流电压频率的测量方法
CN103941622B (zh) 基于fpga的高精度秒脉冲倍频出采样脉冲的方法
CN102128982A (zh) 一种基于加窗插值fft基频跟踪技术的谐波分析方法
CN103166247A (zh) 一种双馈风力发电网侧变流器的控制系统及其控制方法
CN102902879A (zh) 一种基于fpga硬件dft递推的同步相量计算方法
CN103884931A (zh) 一种变电站母线负荷特性测试记录装置
CN105652076A (zh) 一种电力电子装置的测量同步方法及其系统
CN103414184A (zh) 一种频率变化情况下序分量的计算方法
CN106253324A (zh) 带决策器的光伏微电网逆变器同步控制装置及其控制方法
CN102346219A (zh) 电压源逆变器接入点电压三相软件锁相环相位检测方法
CN107703342A (zh) 一种高精度暂态分析仪及其暂态算法
CN103575976A (zh) 一种纯90度移相式无功功率测量方法
CN102749488A (zh) 电网谐波实时在线监测仪及利用该监测仪检测谐波的方法
CN103176030B (zh) 配电系统的间谐波检测方法
CN115276081A (zh) 微电网孤岛划分方法、装置、电子设备及存储介质
CN103983828B (zh) 一种电子式互感器数字化相位补偿方法
JPS6357807B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant