CN105652087A - 带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，包括管理模块、计算分析模块、交流输入模块、开入开出模块和电源模块，其特征是，所述计算分析模块中设置有间谐波分析模块；所述管理模块中设置有连续录波模块和文件上传模块。本发明所达到的有益效果：本装置采用标准嵌入式装置实现，在传统同步相量测量装置的基础上增加了电力系统间谐波分析功能，增加了采样值长期连续录波和通信上送功能，用于实现电力系统间谐波信号渐变全过程的监视、分析和记录，可增强现有广域量测系统WAMS对电网次同步振荡的分析和记录能力。

Description

带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置

技术领域

本发明涉及一种带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，属于电网保护及自动化技术领域。

背景技术

随着风电等新能源的大规模接入电网，以及换流器、SVC、SVG等电力电子设备在电网中的广泛应用，电力系统的间谐波和次同步振荡问题日期凸显，国内某些地区电网已因为间谐波和次同步振荡问题多次影响到火电机组和电网的安全稳定运行。间谐波和次同步振荡是现代电力系统发展到新阶段出现的一个新的综合性、复杂性问题，其形成机理较为复杂，目前尚未完全明确，干扰源不易定位。间谐波和次同步振荡问题既有特殊性，也可能存在普遍性。但目前电力系统缺乏有效的监视、分析和记录手段。电网主要间谐波信号成分可能有10～40Hz和60～90Hz范围，其有效分析手段是对高密度采样实时值或录波数据进行分析。现有的故障录波装置和继电保护装置采用的是保护级CT，其对正常负荷电流或小负荷电流的测量精度以及分辨率都非常有限，且在有间谐波或次同步振荡的情况，这些装置可能并不满足启动判据。现有的同步相量测量装置虽然采用的是测量级CT，但也存在可能不启动暂态录波的可能。此外，同步相量测量装置的暂态录波时间较短，只是秒级的，因此无法完整记录次同步振荡的渐变发展过程，且暂态录波启动时刻的不确定性也导致了无法获得电网同一时间断面内的各关键测点的录波数据。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，保证各装置所录得的波形是同一时间断面的数据，实现电力系统间谐波信号渐变全过程的监视、分析和记录，扩展现有广域量测系统WAMS对电网次同步振荡的分析和记录能力。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，包括管理模块、计算分析模块、交流输入模块、开入开出模块和电源模块，其特征是，所述计算分析模块中设置有间谐波分析模块；所述管理模块中设置有连续录波模块和文件上传模块；所述间谐波分析模块基于电压电流信号的采样值，采用傅立叶变换或带通滤波器或prony分析法，得出电压、电流信号中的基波幅值及间谐波的幅值；所述连续录波模块用于对电力系统采样值信号按COMTRADE标准格式进行连续录波，形成连续录波文件；所述文件上传模块用于将连续录波文件经同步相量数据集中器上送到WAMS主站。

前述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，所述管理模块采用100G以上的大容量存储介质。

前述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，还包括电源总线、模拟信号总线和数据总线；所述管理模块、计算分析模块、交流输入模块、开入开出模块通过电源总线分别与电源模块连接；所述计算分析模块和交流输入模块之间通过模拟信号总线连接；所述管理模块与计算分析模块和开入开出模块之间的数据交互采用数据总线连接。

前述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，所述连续录波模块连续录波时，每整分钟形成1个文件，利用大容量存储介质对录波文件进行7天的连续循环存储。

前述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，所述录波文件采用压缩后存储的方式。

前述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，所述文件上传模块基于以太网口，通过FTP通信规约模块或扩展的WAMS系统通信传输规约模块，将连续录波文件经同步相量数据集中器上送到WAMS主站。

本发明所达到的有益效果：本装置采用标准嵌入式装置实现，在传统同步相量测量装置的基础上增加了电力系统间谐波分析功能，增加了采样值长期连续录波和通信上送功能，用于实现电力系统谐波、间谐波信号渐变全过程的监视、分析和记录，可增强现有广域量测系统WAMS对电网次同步振荡的分析和记录能力。

附图说明

图1是本装置的模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本装置采用标准嵌入式装置实现，在传统同步相量测量装置的基础上增加了电力系统谐波、间谐波分析功能，增加了采样值长期连续录波和通信上送功能，用于实现电力系统间谐波信号渐变全过程的监视、分析和记录，可增强现有广域量测系统WAMS对电网次同步振荡的分析和记录能力。

本发明实施例的具体实施方式如下：

本发明所述装置采用标准嵌入式装置实现，装置包含以下模块:管理模块、计算分析模块、交流输入模块、开入开出模块和电源模块。各模块通过装置内部的电源总线、模拟信号总线和数据总线连接。

装置中各插件除了配合完成传统同步相量测量装置的基本功能，还通过增加模块实现间谐波的分析和连续采样值记录。其中：计算分析模块新增了间谐波分析模块，管理模块新增大容量存储介质，并新增连续录波模块和文件上传模块。

间谐波分析模块基于电流电压的原始信号采样值，周期性地截取一定时长的信号，例如1个工频周波，采用傅立叶变换计算基波幅值，或采用带通滤波器分析特定频带内的间谐波含量，或采用prony分析模块得出电压、电流信号中工频和间谐波的幅值。

连续录波模块对电力系统采样值信号按COMTRADE标准格式进行连续录波，每整分钟形成1个文件，利用大容量存储介质对COMTRADE录波文件进行不少于7天的连续循环存储，文件可采用先压缩后存储的方式以节省存储空间。本实施例中，信号采集频率设置为1200Hz，存储介质容量达到120GB。若装置记录8个交流间隔，每交流间隔含3相电压、3相电流、间隔频率、间隔功率值，则每分钟原始数据文件约为10MB，压缩后约为5MB，每天数据量约为7.2GB，120GB存储介质可存储超过16天的连续录波数据。若不压缩直接存储，则可存储约8天的连续录波数据。

文件上传模块基于以太网口实现连续录波文件的通信。通过网络文件系统将同步相量测量装置的连续录波文件镜像到同步相量数据集中器，再通过FTP通信规约或扩展的WAMS系统通信传输规约，可将连续录波文件上送到WAMS主站或次同步监控主站。另外，也可采用扩展的WAMS系统通信传输规约实现同步相量测量装置与数据集中器之间的连续录波文件传输。原有WAMS系统通信传输规约已具备暂态录波和动态录波的传输能力，通过新增连续录波文件类型，在原规约基本结构不变的情况下，可实现该通信规约的功能扩展。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，包括管理模块、计算分析模块、交流输入模块、开入开出模块和电源模块，其特征是，所述计算分析模块中设置有间谐波分析模块；所述管理模块中设置有连续录波模块和文件上传模块；

所述间谐波分析模块基于电压电流信号的采样值，采用傅立叶变换或带通滤波器或prony分析法，得出电压、电流信号中的基波幅值及间谐波的幅值；

所述连续录波模块用于对电力系统采样值信号按COMTRADE标准格式进行连续录波，形成连续录波文件；

所述文件上传模块用于将连续录波文件经同步相量数据集中器上送到WAMS主站。

2.根据权利要求1所述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，所述管理模块采用100G以上的大容量存储介质。

3.根据权利要求1所述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，还包括电源总线、模拟信号总线和数据总线；所述管理模块、计算分析模块、交流输入模块、开入开出模块通过电源总线分别与电源模块连接；所述计算分析模块和交流输入模块之间通过模拟信号总线连接；所述管理模块与计算分析模块和开入开出模块之间的数据交互采用数据总线连接。

4.根据权利要求2所述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，所述连续录波模块连续录波时，每整分钟形成1个文件，利用大容量存储介质对录波文件进行7天的连续循环存储。

5.根据权利要求4所述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，所述录波文件采用压缩后存储的方式。

6.根据权利要求1所述的带间谐波分析和连续采样值录波功能的同步相量测量装置，其特征是，所述文件上传模块基于以太网口，通过FTP通信规约模块或扩展的WAMS系统通信传输规约模块，将连续录波文件经同步相量数据集中器上送到WAMS主站。