高精度同步相量测量技术与装置研究

"同步相量测量装置关键技术研究" 同步相量测量装置（Phasor Measurement Unit，简称PMU）是电力系统监测与分析的核心设备，它能够实时获取电力系统的电压、电流相量信息，并且带有精确的时间标签，为广域测量系统（Wide Area Measurement System, WAMS）提供关键数据。钟山在其硕士论文中深入探讨了同步相量测量装置的关键技术，以提升电力系统的安全稳定运行。 首先，论文介绍了同步相量测量技术的基础，这是基于同步采样和傅里叶变换（Discrete Fourier Transform, DFT）的原理，通过对电力系统信号进行高精度测量，实现对电网动态特性的实时监测。在全球定位系统（GPS）秒脉冲可能因天气、故障或其他因素失效的情况下，论文提出了采用数字锁相环（Digital Phase-Locked Loop, DPLL）技术来设计一个高精度的守时钟。守时钟在GPS信号正常时跟踪秒脉冲，而在秒脉冲失效时提供一个误差范围内的替代同步信号，确保了PMU在异常情况下的工作可靠性。 此外，论文还针对数据同步问题，研究了基于DFT的相量测量改进算法，以满足同步相量测量对实时性和精度的需求。提出了一种新的同步采样算法，通过修正采样序列来达到同步采样，从而提高了测量的准确性。 在数据质量评估方面，论文提出了一个基于拟合度的方法来评估测量结果的质量。这种方法考虑了被测信号与测量结果之间的差异，通过递推算法进行实时评估，并通过实例仿真验证了其有效性。 最后，考虑到同步相量测量装置的数据传输需求，论文分析了数据的特点和通信结构，采用工业级网络控制器Cs8900设计并实现了PMU的以太网通信硬件接口，经过功能测试，确保了数据传输的可靠性和效率。 该研究不仅在守时技术、数据同步算法、数据质量评估和通信接口设计等方面做出了贡献，还为提高电力系统自动化水平提供了重要的理论和技术支持。这些研究成果对于优化电力系统的监控和控制，预防潜在的系统失稳或崩溃，具有深远的实践意义。