同步相量測(cè)量裝置測(cè)量單元的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，人們對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求不斷提高。同步相量測(cè)量裝置因其在同步測(cè)量及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等方面的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為現(xiàn)代電力監(jiān)控的核心部分并廣泛應(yīng)用于廣域測(cè)量系統(tǒng)。同步相量測(cè)量裝置將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)帶有全網(wǎng)時(shí)間標(biāo)簽的母線相量、發(fā)電機(jī)功角等信息發(fā)送給控制中心，實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。該文對(duì)同步相量測(cè)量裝置的測(cè)量單元進(jìn)行了研究，并進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)。測(cè)量單元分為同步母線相量測(cè)量單元和同步發(fā)電機(jī)絕對(duì)內(nèi)電勢(shì)測(cè)量單元，分別測(cè)量母線相量和發(fā)

2、電機(jī)功角、轉(zhuǎn)速。
　　文中首先介紹了測(cè)量單元的總體結(jié)構(gòu)，分章節(jié)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)。硬件設(shè)計(jì)包括模擬信號(hào)采集模塊、鍵相脈沖采集模塊、測(cè)量單元控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信硬件設(shè)計(jì)等子模塊，軟件實(shí)現(xiàn)主要是數(shù)據(jù)處理及通信模塊。
　　模擬信號(hào)采集模塊包括強(qiáng)電信號(hào)采集電路、電壓跟隨器、濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。這一模塊功能是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)強(qiáng)電信號(hào)采集、濾除干擾，并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，完成待測(cè)信號(hào)的采集。鍵相脈沖采集模塊完成發(fā)電機(jī)鍵相脈沖無(wú)延時(shí)采集

3、。測(cè)量單元控制模塊是CPLD+DSP的控制架構(gòu)，CPLD根據(jù)接收到的GPS信號(hào)發(fā)出采樣脈沖，并在同步發(fā)電機(jī)絕對(duì)內(nèi)電勢(shì)測(cè)量單元中采集鍵相脈沖，計(jì)算發(fā)電機(jī)鍵相脈沖角和轉(zhuǎn)速，DSP是測(cè)量單元主處理器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、分析等工作。網(wǎng)絡(luò)通信硬件設(shè)計(jì)是基于Rabbit3000單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信最小系統(tǒng)，將測(cè)量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送給上層處理器。
　　數(shù)據(jù)處理及通信模塊主要是DSP中相量測(cè)量算法、相量分解算法、功角測(cè)量算法等算法的實(shí)現(xiàn)和Rabbit300

4、0中網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)現(xiàn)。文中選擇相量測(cè)量方法為離散傅里葉變換法，實(shí)現(xiàn)了基4快速傅里葉變換、DFT遞推算法、DFT修正算法獲取基波相量。經(jīng)過對(duì)稱分量法將相量分解為正序、負(fù)序和零序分量。選用改進(jìn)的功角測(cè)量方法避免了傳統(tǒng)過零檢測(cè)導(dǎo)致的誤差，提高了測(cè)量精度?；贒ynamic C的測(cè)量單元與上層處理器網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)，使數(shù)據(jù)傳輸距離更遠(yuǎn)，傳輸速度更快。
　　文章在最后對(duì)設(shè)計(jì)完成的測(cè)量單元進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，測(cè)量單元可以實(shí)現(xiàn)母線相量和發(fā)電機(jī)內(nèi)