配電網(wǎng)相量測量裝置的開發(fā)與應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，我國配電網(wǎng)逐漸呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的特點。配電網(wǎng)原有的測量設(shè)備如饋線終端裝置(Feeder Terminal Unit,FTU)、遠程終端單元（Remote Terminal Unit，RTU)等測量設(shè)備已逐漸不能滿足量測需要，相量測量裝置可以實時提供全網(wǎng)所測量節(jié)點的同步數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)運行人員實時掌握電網(wǎng)的運行狀態(tài)提供了保障。通過相量測量裝置提供的數(shù)據(jù)不但可以體現(xiàn)運行狀態(tài)，還能夠通過故障定位算法實時的監(jiān)測全網(wǎng)故障情況，為配電網(wǎng)穩(wěn)定高效

2、的運行奠定了基礎(chǔ)。
　　本文在充分了解相量測量裝置（Phasor Measurement Unit,PMU）的軟硬件架構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國配電網(wǎng)的特點，開發(fā)出性價比高且適合故障定位的分布式相量測量裝置（Distributed Phasor Measurement Unit，DPMU）。設(shè)計了DPMU的系統(tǒng)總體架構(gòu)，并將整個裝置分為處理器模塊、通信模塊、模擬量和數(shù)字量模塊、時鐘模塊。對每個模塊中的芯片進行選型、工作電路進行

3、設(shè)計及性能進行驗證。
　　研究了實際應(yīng)用中常用的相量測量算法，針對電網(wǎng)運行頻率非固定的情況，提出利用硬件電路實時獲取電網(wǎng)運行頻率，通過軟件對電網(wǎng)運行頻率進行修正并計算出同步采樣頻率，最后應(yīng)用離散傅里葉變換法來計算出電壓電流精確相量的相量測量方法。按照國家電網(wǎng)公司發(fā)布的《電力系統(tǒng)同步相量測量裝置測試技術(shù)規(guī)范》中的要求，對開發(fā)后的DPMU進行了電壓電流幅值及相角的測試，測試結(jié)果精確。
　　分析了國內(nèi)外故障定位相關(guān)的研究，對現(xiàn)有的

4、適合小電流接地系統(tǒng)單相接地故障區(qū)段定位和測距算法進行了研究。為了能夠在故障后短時間內(nèi)獲取精確的定位結(jié)果，利用DPMU搭建了故障定位系統(tǒng)。故障定位系統(tǒng)能夠減少數(shù)據(jù)延遲時間，并能充分利用所安裝節(jié)點 DPMU的軟硬件，從而提高了故障定位的速度。根據(jù)配電網(wǎng)的實際情況，設(shè)計了故障定位系統(tǒng)的搭建方法及工作流程。針對電網(wǎng)拓撲的變化，提出了適合故障定位系統(tǒng)拓撲實時同步變化的節(jié)點變更流程，提高了故障定位系統(tǒng)的應(yīng)用靈活性。
　　針對已搭建的故障定位系

5、統(tǒng)，采用適合于該系統(tǒng)且對于小電流接地系統(tǒng)故障區(qū)段定位和測距更精確的算法。故障區(qū)段定位和測距算法均用到了雙端的同步數(shù)據(jù)，通過兩端算法能夠既消除中性點接地方式不同和過渡電阻不同的影響，也能夠提高故障區(qū)段定位和測距的精度。
　　在上述工作的基礎(chǔ)上，利用Matlab/Simulink進行故障定位仿真，構(gòu)造了10kV中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障仿真模型，編寫了故障區(qū)段定位和測距的軟件算法，驗證了所采用的故障定位算法的精確性。仿真結(jié)果