相量测量单元PMU的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种相量测量单元ＰＭＵ的检测方法，该方法包括如下步骤：首先根据测试项目建立所需的各种波形库，利用ＰＳＣＡＤ工具建立电路图，并根据测试需要调整各项参数，形成各种波形。在测试时，根据测试项目选择相应的．ｓｅｑ文件或ＣＯＭＴＲＡＤＥ格式的波形文件；使用Ｏｍｉｃｒｏｎ继电保护测试仪回放．ｓｅｑ文件或ＣＯＭＴＲＡＤＥ文件；在回放．ｓｅｑ文件时，在“ＧＰＳ设置”中设置波形回放的时间，使得波形在规定的时刻进行回放；ＰＭＵ进行数据采集，然后通过通信规约向主站仿真工具软件送报文；使用ＰＭＵ同步相量数据分析软件读取规约报文，并转换保存成幅值、相位数据；进行频率分析、用于静态测量精度测试；找到装置测试精度最好的范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种相量测量单元PMU的检测方法，属于电力系统

技术介绍
随着电网规模的不断扩大、区域电网之间的交直流互联和电网输送容量的提高，电网稳 定问题日益突出。就华中电网而言，2005年的"10.29"和2006年的"7.1"事故，都证明了 电网稳定运行的重要性和对电网安全稳定控制的迫切需要。为了实现对电网运行实时监视，对电网稳定状态和系统低频振荡的识别和分析，相量测 量单元PMU在电力系统的应用就显得尤为重要。在PMU装置运行过程中，通过对国内网省运行或在建的系统以及制造厂家进行调研，发 现存在主站系统低频振荡识别能力、通信规约一致性、PMU时钟精度、PMU测量精度等一系列 问题，PMU装置的应用效果受到影响。因此，采用何种方法对PMU装置的性能做出准确的评价 ，保证PMU装置稳定运行，是我们研究的重点。随着电网向大规模、大机组和超高压输电发展，电网稳定运行和电网振荡成为焦点问题 ，为了解决这一问题，PMU装置在电力系统中的应用显得尤为重要，电网对于PMU装置的性能 要求也越来越高。因此，采用何种方法对PMU装置的性能做出准确的评价，保证装置的稳定 运行也非常重要。目前，常用的PMU装置试测试，利用动态模拟系统振荡给PMU提供数据源，来检验PMU装 置捕捉系统振荡的能力。在这种情况下，动态模拟的系统振荡信号不能精确的知道，这个对 评判PMU捕捉到的系统振荡信号是否正确带来了很多不确定的因素，另外，目前的测试方法 并没有涉及到对PMU装置阶跃能力和时间同步能力等主要功能进行检测。因此，目前的测试 方法并不系统，测试内容也不全面。在以往的PMU装置测试中，主要问题是测试数据源是在动模试验条件下模拟电力系统振 荡现象，数据源不确定、不可溯，时间同步的精度不能保证。因此测试结果与不确定和不可 溯的数据源不能进行比较。并且，目前的PMU装置测试方法不系统也不全面。
技术实现思路
本测试方法的专利技术就是解决测试数据源不确定和不可溯、时间同步和内容不全面的问题 ，并且制定系统的测试方法和全面的测试内容，可用于PMU装置的入网测试、现场验收测试和现场测试。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是 一种相量测量单元PMU的检测方法，该方法包 括如下步骤1) 将Omicron测试仪通过通信电缆与笔记本相连，通过笔记本设置Omicron输出的数 据、波形等参数和用于回放COMTRADE格式文件；2) 利用GPS时间源对Omicron测试仪进行校，使Omicron测试仪在规定的时刻输出电压、 电流等激励量；3) 用PMU同步相量数据分析软件捕捉PMU装置输出的数据，并将数据转换成.csv格式的文 件进行保存，利用下一步的数据分析；4) 首先根据测试项目建立所需的各种波形库，波形的生成分为两种 一种是利用 Omicron继电保护测试仪建立静态精度测试、时间精度测试和阶跃响应的.seq文件；另一种 是利用PSCAD波形生成工具，建立一个测试所需要的各种振荡波形的波形库(COMTRADE格式 )利用PSCAD工具建立电路图，并根据测试需要调整各项参数，形成各种波形；5) 在测试时，根据测试项目选择相应的.seq文件或COMTRADE格式的波形文件；6) 使用0micron继电保护测试仪回放.seq文件或COMTRADE文件；在回放.seq文件时，在 "GPS设置"中设置波形回放的时间，使得波形在规定的时刻进行回放；7) PMU进行数据采集，然后通过通信规约向主站仿真工具软件送报文；8) 使用PMU同步相量数据分析软件读取规约报文，并转换保存成幅值、相位数据；9) 将上一步得到的数据与库文件原始数据进行对比分析，然后得到测试结果，利用以下 3种方法分析i) MATLAB数据分析方法，主要进行频率分析；ii) EXCEL数学统计分析方法，主要用于静态测量精度测试；iii) 曲线绘制，作为辅助手段，描述输入曲线与输出曲线之间的差异以及测量精度与影 响量的变化趋势，找到装置测试精度最好的范围。本测试专利技术中，建立了一套全面、科学的测试体系。首先是为测试准备了各种波形库， 分为由Omicron继电保护测试仪建立静态精度测试、时间精度测试和阶跃响应的.seq文件和 利用PSCAD生成的振荡波形库，包括幅值振荡波形库、频率振荡波形库、灵敏度振荡波形库 、谐波干扰振荡波形库和混合波形库，在波形中，可以根据测试的需要修改其中的参数，来 生成测试需要的系统信号，因此在以上的波形中静态信号、阶跃信号和振荡信号都是已知的 ，这就解决了测试数据源不确定和不可溯性的问题，并考査了PMU装置的阶跃能力。其次，200910305475.0 Omicron测试仪有自带的GPS时间接收设备，可以保证自身的时间精度在5微秒以内，使用 Omicron测试仪在规定的时刻准确输出给PMU装置，这就解决了时间同步的问题。另外，本测 试专利技术还涉及了对PMU装置的环境和EMC检验。因此在本次测试中制定了系统的测试方法和全 面的测试内容。本专利技术的主要优点如下1) 闭环测试，采用PSCAD生成试验波形库，使用Omicron测试仪在规定的时刻准确输出 给PMU装置，通过主站仿真工具采集PMU装置输出数据，对输出数据进行自动分析得出测试结 果，测试结果与已知数据源比较，形成了闭环式测试。2) 测试结果自动处理，采用Excel和Matlab自动进行分析处理，避免了由于人为因素给 测试结果分析带来的误差。3) 规约一致性测试，使用规约测试工具对PMU装置进行规约一致性测试。4) 测试内容全面，不仅包括PMU装置性能测试(动态性能、静态性能和阶跃响应)，还 包括了环境测试和EMC测试。这样更全面地考察了PMU装置的性能。附图说明图1为0mi cron测试仪连接图； 图2为GPS时间源连接图； 图3为PMU同步相量数据分析过程； 图4为PMU装置测试结构图5为测试过程图6为PSCAD工具图； 图7为回放.seq波形示意图； 图8为回放C0MTRADE格式波形； 图9为设置波形回放时间示意图； 图1 OEXCEL表格中宏中计算公式； 图11频率一电压幅值误差曲线； 图12信号的频率和增益。 具体实施例方式1、本测试方法主要包括以下几个方面1) 测试内容2) 环境测试，环境测试主要考察PMU装置对环境的适应能力，保证以后PMU装置在测6试所关注的气候环境下能够完成基本的功能，而不致发生故障。3) EMC测试，主要考察PMU装置在各种电磁环境下的适应能力，保证PMU装置在运行过程 中能够承受来自外界的电磁干扰而不致发生异常、误动或者故障。4) 功能、性能测试，主要验证PMU装置是否能够完成最基本的功能要求，为以后的使用 提供重要依据。功能、性能详细的测试项目见表l.<table>table see original document page 7</column></row><table>2、测试设备和软件a) Omicron测试仪如图1所示，0micron CMC256测试仪通过通信电缆与笔记本相连，通过笔记本设置 Omicron输出的数据、波形等参数，也可以回放COMTRADE格式文件。b) GPS时钟源GPS时间源对Omicr本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相量测量单元ＰＭＵ的检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：　１）将Ｏｍｉｃｒｏｎ测试仪通过通信电缆与笔记本相连，通过笔记本设置Ｏｍｉｃｒｏｎ输出的数据、波形等参数和用于回放ＣＯＭＴＲＡＤＥ格式文件；　２）利用ＧＰＳ时间源对Ｏｍｉ ｃｒｏｎ测试仪进行校，使Ｏｍｉｃｒｏｎ测试仪在规定的时刻输出电压、电流等激励量；　３）用ＰＭＵ同步相量数据分析软件捕捉ＰＭＵ装置输出的数据，并将数据转换成．ｃｓｖ格式的文件进行保存，利用下一步的数据分析；　４）首先根据测试项目建立所需的 各种波形库，波形的生成分为两种：一种是利用Ｏｍｉｃｒｏｎ继电保护测试仪建立静态精度测试、时间精度测试和阶跃响应的．ｓｅｑ文件；另一种是利用ＰＳＣＡＤ波形生成工具，建立一个测试所需要的各种振荡波形的波形库（ＣＯＭＴＲＡＤＥ格式）利用ＰＳＣＡＤ工具建立电路图，并根据测试需要调整各项参数，形成各种波形；　５）在测试时，根据测试项目选择相应的．ｓｅｑ文件或ＣＯＭＴＲＡＤＥ格式的波形文件；　６）使用Ｏｍｉｃｒｏｎ继电保护测试仪回放．ｓｅｑ文件或ＣＯＭＴＲＡＤＥ文件；在回放．ｓｅｑ文 件时，在“ＧＰＳ设置”中设置波形回放的时间，使得波形在规定的时刻进行回放；　７）ＰＭＵ进行数据采集，然后通过通信规约向主站仿真工具软件送报文；　８）使用ＰＭＵ同步相量数据分析软件读取规约报文，并转换保存成幅值、相位数据；　９）将上一步 得到的数据与库文件原始数据进行对比分析，然后得到测试结果，利用以下３种方法分析：　ｉ）ＭＡＴＬＡＢ数据分析方法，主要进行频率分析；　ｉｉ）ＥＸＣＥＬ数学统计分析方法，主要用于静态测量精度测试；　ｉｉｉ）曲线绘制，作为辅助手段，描述输入 曲线与输出曲线之间的差异以及测量精度与影响量的变化趋势，找到装置测试精度最好的范围。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，李亚萍，张胜，贺春，任春梅，
申请(专利权)人：华中电网有限公司，许昌开普电器检测研究院，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]