一种同步相量测量单元PMU的静动态测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种同步相量测量单元PMU的静动态测试系统。所述系统包括信号发生模块，相量提取模块和误差统计分析模块，其中所述信号发生模块将Omicron继电保护测试仪作为信号源，并在此基础上形成PMU测试波形库；相量提取模块采用计算机设备作为PMU主站，向被测试PMU发出离线召唤命令，提取并分析得到PMU量测相量信息；误差统计分析模块根据制定的测试项目生成相量理论值，将所得到的PMU量测相量与所述相量理论值进行比较，得到相量、频率、功率误差及综合矢量误差，并据此进行误差统计分析评估。该系统可对PMU进行全面、系统的静态及动态测试，提高了测试效率，并提供完整客观的PMU性能评估方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及同步相量测量
，尤其涉及一种同步相量测量单元PMU的静动 态测试系统。
技术介绍
近年来，智能电网的提出及实施使WAMS得到广泛应用，为电网提供了大量同步相 量数据，基于同步相量信息的动态安全控制得到广泛的应用，为电力系统动态安全监控提 供了基础。然而，作为一种量测手段，同步相量测量单元(PMU, PhasorMeasurement Unit) 受诸多因素影响，其量测信息不可避免存在量测误差、动态响应延时等问题。并且由于不同 PMU厂家采用的硬件及算法不同，各厂家PMU的量测精度及动态响应速度也不相同。如果在 各厂家PMU安装投运之前不对其进行统一测试，其量测精度及一致性将不能得到保障，有 可能其同步相量信息不可用，从而限制智能电网各种控制系统的作用，严重时甚至可能导 致错误的控制措施，进一步扩大故障。因此完整系统的PMU静动态测试对电力系统动态安 全监控至关重要。然而在现有技术方案中，PMU动态标准刚刚发布，测试项目不清晰，信号参数变化 范围较大，并且数据分析繁琐，手工测试工作周期较长，且不全面系统，国内尚无完整的PMU 静动态测试系统研发成功。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种同步相量测量单元PMU的静动态测试系统，该系统可对 PMU进行全面、系统的静态及动态测试，极大的减少了手动测试的工作量，提高了测试效率， 并提供完整客观的PMU性能评估方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，一种相量测量单元PMU的静动态测试 系统，所述系统包括信号发生模块，相量提取模块和误差统计分析模块，其中所述信号发生模块将Omicron继电保护测试仪作为信号源，并对该信号源进行时 间同步补偿及信号精度补偿，使其发出的信号精度高于PMU量测精度，并在此基础上形成 PMU测试波形库；相量提取模块采用计算机设备作为PMU主站，向被测试PMU发出离线召唤命令，并 按照PMU标准的相量信号传输格式，提取并分析得到PMU量测相量信息；误差统计分析模块根据制定的测试项目生成相量理论值，将所得到的PMU量测相 量与所述相量理论值进行比较，得到相量、频率、功率误差及综合矢量误差，并据此进行误 差统计分析评估，最终将上述分析评估结果自动写入文档，形成测试报告。所述在此基础上形成信号发生库，具体包括通过Omicron的状态序列及暂态回放两种方式形成PMU测试波形库，该PMU测试 波形库可发出PMU测试所需所有信号。 所述按照PMU标准的相量信号传输格式，提取并分析得到PMU量测相量信息，具体包括按照PMU标准的相量信号传输格式分析解读，提取出相量幅值、相角、频率、频率 变化率、有功功率及无功功率有关的量测相量信息，并进一步进行数据格式转换，得到所述 PMU量测相量信息的量测结果并储存。所述据此进行误差统计分析评估，具体包括通过图形、表格及误差分布图表征所述PMU量测相量的误差水平及分布情况；且所述评估的方式包括误差最大值、最小值、中位数、平均值和标准差，分别表现 PMU量测相量的误差极值、平均水平及分布情况。所述误差统计分析模块进一步通过频率影响因子这一指标评价所述PMU量测相 量受频率偏移的影响程度。所述信号发生模块进一步采用多种信号发生方式来满足静动态测试要求，其中静态信号采用状态序列的方式输出，通过每个状态中参数的改变，来模拟电力系 统中静态条件下不同的运行方式；动态信号根据信号数学模型形成相应的comtrade文件，并利用暂态回放的方式 模拟电力系统中的动态信号。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，所述系统包括信号发生模块，相量提取 模块和误差统计分析模块，其中所述信号发生模块将Omicron继电保护测试仪作为信号 源，并对该信号源进行时间同步补偿及信号精度补偿，使其发出的信号精度高于PMU量测 精度，并在此基础上形成PMU测试波形库；相量提取模块采用计算机设备作为PMU主站，向 被测试PMU发出离线召唤命令，并按照PMU标准的相量信号传输格式，提取并分析得到PMU 量测相量信息；误差统计分析模块根据制定的测试项目生成相量理论值，将所得到的PMU 量测相量与所述相量理论值进行比较，得到相量、频率、功率误差及综合矢量误差，并据此 进行误差统计分析评估，最终将上述分析评估结果自动写入文档，形成测试报告。该系统可 对PMU进行全面、系统的静态及动态测试，极大的减少了手动测试的工作量，提高了测试效 率，并提供完整客观的PMU性能评估方法。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 附图。图1为本专利技术实施例提供PMU静动态测试系统的结构示意图2为本实施例所提供的相量提取模块的提取界面示意图3为本实施例所述PMU幅值调制测试的电压幅值误差分析示意图4为本实施例所述阶跃测试动态响应时间延时示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。 本专利技术实施例所述PMU静动态测试系统可以完成测试信号发出、量测相量提取及误差分析评估的功能。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述，图1为本专利技术实施例提供PMU静动态测试系统的结构示意图，图1中所述PMU静动态测试系统包括信号发生模块，相量提取模块，误差统计分析模块，其中所述信号发生模块将Omicron继电保护测试仪作为信号源，该Omicron继电保护测试仪是由国外供货商提供的一种继电保护测试装置，并对该信号源进行时间同步补偿及信号精度补偿，使其发出的信号精度高于PMU量测精度，并在此基础上形成PMU测试波形库。具体来说，可以通过Omicron的状态序列及暂态回放两种方式形成PMU测试波形库，该 PMU测试波形库可发出PMU测试所需所有信号。在具体实现中，针对上述信号发生模块，还可以利用PMU对Omicron继电保护测试仪用状态序列及暂态回放发出的相同信号的量测结果进行对比分析，选取暂态回放最佳的采样频率，使其发出的信号相角精度达到最高，并对其幅值衰减进行补偿，从而解决暂态回放采样率过低而造成的信号精度不够的问题，这样最终做到该测试仪所发出信号精度比 PMU要求相量量测精度高一个数量级，达到作为标准信号源的要求。此外，还可以根据电力系统静态、动态特性及基于PMU相量应用要求，确立全面系统的PMU静态及动态测试方案，建立相应的信号数字模型，并通过Omicron的状态序列及暂态回放两种方式形成PMU测试波形库，该PMU测试波形库可发出PMU测试所需所有信号。另外，所述信号发生模块进一步采用多种信号发生方式来满足静动态测试要求， 其中静态信号采用状态序列的方式输出，通过每个状态中参数的改变，来模拟电力系统中静态条件下不同的运行方式；动态信号根据信号数学模型形成相应的电力系统电磁暂态数据通用交换格式comtrade文件,这里所述的comtrade是IEEE标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相量测量单元PMU的静动态测试系统，其特征在于，所述系统包括信号发生模块，相量提取模块和误差统计分析模块，其中：所述信号发生模块将Omicron继电保护测试仪作为信号源，并对该信号源进行时间同步补偿及信号精度补偿，使其发出的信号精度高于PMU量测精度，并在此基础上形成PMU测试波形库；相量提取模块采用计算机设备作为PMU主站，向被测试PMU发出离线召唤命令，并按照PMU标准的相量信号传输格式，提取并分析得到PMU量测相量信息；误差统计分析模块根据制定的测试项目生成相量理论值，将所得到的PMU量测相量与所述相量理论值进行比较，得到相量、频率、功率误差及综合矢量误差，并据此进行误差统计分析评估，最终将上述分析评估结果自动写入文档，形成测试报告。

【技术特征摘要】
1.一种相量测量单元PMU的静动态测试系统，其特征在于，所述系统包括信号发生模块，相量提取模块和误差统计分析模块，其中 所述信号发生模块将Omicron继电保护测试仪作为信号源，并对该信号源进行时间同步补偿及信号精度补偿，使其发出的信号精度高于PMU量测精度，并在此基础上形成PMU测试波形库； 相量提取模块采用计算机设备作为PMU主站，向被测试PMU发出离线召唤命令，并按照PMU标准的相量信号传输格式，提取并分析得到PMU量测相量信息； 误差统计分析模块根据制定的测试项目生成相量理论值，将所得到的PMU量测相量与所述相量理论值进行比较，得到相量、频率、功率误差及综合矢量误差，并据此进行误差统计分析评估，最终将上述分析评估结果自动写入文档，形成测试报告。2.根据权利要求1所述相量测量单元PMU的静动态测试系统，其特征在于，所述在此基础上形成信号发生库，具体包括 通过Omicron的状态序列及暂态回放两种方式形成PMU测试波形库,该PMU测试波形库可发出PMU测试所需所有信号。3.根据权利要求1所述相量测量单元PMU的静动态测试系统，其特征在于，所述按照PMU标准的相量信号传输格式，提取并分析得到PMU量测...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕天姝，刘灏，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：