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

1、隨著我國經(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)境變得越來越復(fù)雜，其安全穩(wěn)定運(yùn)行成為了人們關(guān)注的焦點。電力系統(tǒng)廣域測量系統(tǒng)(Wide Area Measurement System，WAMS)是以同步相量測量技術(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、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。同步相量測量技術(shù)的核心是同步相量測量算法，算法的精度和實時性對WAMS的狀態(tài)估計、故障分析和自適應(yīng)失步保護(hù)等各種高級應(yīng)用的成功

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

3、測量算法中，選取了目前比較常用的幾種相量測量算法進(jìn)行了介紹性的研究分析，并對其優(yōu)點和缺點進(jìn)行了對比分析和總結(jié)。
　　(2)由于易受噪聲和信號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)頻率計算的性能；對此本文提出了對電壓原始采樣信號進(jìn)行帶通濾波，并對濾波后的信號進(jìn)行電壓過零檢測和最小二乘非線性曲線擬合，之后對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)針對復(fù)數(shù)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的性能在濾波迭代過程中易受到模型誤差協(xié)方差矩陣Qk和量測誤差協(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)展卡爾曼濾波計算信號幅值、頻率和相角中對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基波頻率發(fā)生偏移時的誤差因素，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DFT得到的信號幅值、相角誤差進(jìn)行修正的相量和功率算法。通過仿真驗證了算法的有效性。
　　(4)開發(fā)了基于DotNET架構(gòu)和Visual Studio2010運(yùn)行環(huán)境下以及C/S模式的相量測量管理監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件以SQL Server2008為數(shù)據(jù)庫，采用C＃ Winform編寫系統(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)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)庫的訪問操作。通過C#語言對相關(guān)