基于PMU的相量測(cè)量算法及其管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的加強(qiáng)，電網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜，其安全穩(wěn)定運(yùn)行成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。電力系統(tǒng)廣域測(cè)量系統(tǒng)(Wide Area Measurement System，WAMS)是以同步相量測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)的，它的誕生以及迅速發(fā)展為人們有效的監(jiān)測(cè)、控制和分析電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)提供了新的途徑和方向。同步相量測(cè)量技術(shù)的核心是同步相量測(cè)量算法，算法的精度和實(shí)時(shí)性對(duì)WAMS的狀態(tài)估計(jì)、故障分析和自適應(yīng)失步保護(hù)等各種高級(jí)應(yīng)用的成功

2、實(shí)施具有非常直接的影響。本文在第一章中簡(jiǎn)要敘述了同步相量測(cè)量技術(shù)當(dāng)前在國(guó)內(nèi)外的研究狀況，對(duì)幾種應(yīng)用比較普遍的相量測(cè)量算法進(jìn)行了理論闡述和分析。在后續(xù)章節(jié)中針對(duì)電力系統(tǒng)不同的應(yīng)用提出了新的相量測(cè)量算法和功率算法，并基于客戶端/服務(wù)器(Client/Server，C/S)模式開(kāi)發(fā)了相量測(cè)量管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，本文的主要研究?jī)?nèi)容分為以下幾點(diǎn)：
　　(1)簡(jiǎn)明扼要的闡述了同步相量測(cè)量技術(shù)的發(fā)展歷史，以及它在國(guó)內(nèi)外目前的研究現(xiàn)狀。在眾多的相量

3、測(cè)量算法中，選取了目前比較常用的幾種相量測(cè)量算法進(jìn)行了介紹性的研究分析，并對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析和總結(jié)。
　　(2)由于易受噪聲和信號(hào)基波頻率偏移的影響，產(chǎn)生的非同步采樣嚴(yán)重影響了傳統(tǒng)的離散傅里葉變換(Discrete Fourier Transformation，DFT)頻率計(jì)算的性能；對(duì)此本文提出了對(duì)電壓原始采樣信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，并對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行電壓過(guò)零檢測(cè)和最小二乘非線性曲線擬合，之后對(duì)擬合成的正弦曲線進(jìn)行重采樣的

4、DFT頻率算法。文中進(jìn)行了算法理論和公式的詳細(xì)敘述和推導(dǎo)。
　　(3)針對(duì)復(fù)數(shù)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的性能在濾波迭代過(guò)程中易受到模型誤差協(xié)方差矩陣Qk和量測(cè)誤差協(xié)方差矩陣Rk的影響，本文提出了改進(jìn)的量子粒子群優(yōu)化算法，并利用其在復(fù)數(shù)擴(kuò)展卡爾曼濾波計(jì)算信號(hào)幅值、頻率和相角中對(duì)Qk和Rk進(jìn)行優(yōu)化。詳細(xì)的分析了離散傅里葉變換算法在信號(hào)基波頻率發(fā)生偏移時(shí)的誤差因素，搭建了幅值、相角與頻率偏移量之間的誤差數(shù)學(xué)模型；本文提出了改進(jìn)的擴(kuò)展卡爾曼濾波

5、頻率算法，并在此基礎(chǔ)上提出對(duì)DFT得到的信號(hào)幅值、相角誤差進(jìn)行修正的相量和功率算法。通過(guò)仿真驗(yàn)證了算法的有效性。
　　(4)開(kāi)發(fā)了基于DotNET架構(gòu)和Visual Studio2010運(yùn)行環(huán)境下以及C/S模式的相量測(cè)量管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件以SQL Server2008為數(shù)據(jù)庫(kù)，采用C＃ Winform編寫(xiě)系統(tǒng)程序，利用串口通信技術(shù)、Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、ADO技術(shù)和線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)操作。通過(guò)C#語(yǔ)言對(duì)相關(guān)