[发明专利]基于就地频谱分析的相量测量装置及应用的广域测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及广域测量领域，特别是涉及一种基于就地频谱分析的相量测量装置及应用的广域测量系统。

背景技术

随着电网规模的日益扩大，低频振荡成为危害电力系统稳定运行的严重威胁之一。因此，基于相量测量单元(PMU：Phasor Measurement Unit)量测信息的低频振荡在线检测和分析是目前广域测量系统最重要的应用。

参照图1，为现有技术所述广域测量系统结构图。

广域测量系统包括：广域测量系统(WAMS：Wide Area MeasurementSystem)主站11和PMU子站12，二者通过电力数据网13实现数据通讯。在实际应用中，一个WAMS主站11可以对应多个PMU子站12；一个PMU子站12也可以对应多个WAMS主站11。

WAMS主站11向各PMU子站12发送命令帧和量测配置帧，接收各PMU子站12返回的量测信息并进行存储，同时根据各PMU子站12返回的量测信息进行频谱分析和低频振荡检测，综合分析得到节点同调分群、振荡分界面和贡献因子等模态信息。

每个PMU子站12包括一个相量测量装置，用于根据主站的量测配置要求获取相应的量测信息发送至WAMS主站12。

相量测量装置包括：GPS授时单元121、同步相量采集单元122、以及数据集中处理单元123。

所述GPS授时单元121用于为同步向量采集单元122提供统一的时钟基准。

所述同步相量采集单元122用于根据GPS授时单元121提供的时钟基准，实现对相电压、相电流、开关量和直流量的同步测量，获取系统需要的各种量测的实时数据。

所述数据集中处理单元123用于对同步相量采集单元122获取的各量测实时数据进行处理，并将实时数据存储本地、以及发送至WAMS主站11。

现有相量测量装置仅仅具有录波、计算相量、并将相量和录波数据本地存储以及上送WAMS主站的功能。

当需要得到整个广域测量系统的振荡节点分群情况和各节点的贡献因子时，就需要对各节点的PMU量测数据进行频谱分析。在现有技术中，上述PMU量测数据的在线低频振荡检测和分析功能均是由WAMS主站完成的。

在实际应用中，对各PMU量测数据进行频谱分析的计算量是非常庞大的。特别是现今网络规模不断增大，PMU布点数目也不断增加。但是，WAMS主站的计算服务器数目通常是固定的。因此，很容易导致WAMS主站不能满足低频振荡检测的实时性要求。

因此，如何降低WAMS主站应用服务器的计算负担，实现对大规模电网的实时快速低频振荡检测和分析，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于广域测量系统的相量测量装置，能够实现对大规模电网的实时快速低频振荡检测和分析。

本发明提供一种基于就地频谱分析的相量测量装置应用的广域测量系统，包括WAMS主站、PMU子站、以及电力数据网，所述PMU子站包括GPS授时单元、同步相量采集单元、以及数据集中处理单元，所述WAMS主站用于向各PMU子站发送量测配置信息、待检量测信息、以及低频振荡各参数的阈值，并接收各PMU子站返回的超过阈值的低频振荡量测的参数，进行综合分析，获取全局振荡模态信息；

所述PMU子站还包括频谱分析单元与低频振荡检测单元；

所述频谱分析单元用于根据WAMS主站发送的待检量测信息、结合同步相量采集单元获取的各量测的实时数据，对各量测进行在线实时频谱分析，获取各量测对应低频振荡的参数值；

所述低频振荡检测单元用于根据各量测对应的低频振荡的参数值、结合WAMS主站发送的低频振荡各参数的阈值，判断是否存在超过阈值的低频振荡，如果有，将所述超过阈值的低频振荡量测对应的振荡参数返回WAMS主站。

优选地，所述WAMS主站通过分析配置帧向各PMU子站发送待检量测信息、以及低频振荡各参数的阈值。

优选地，所述分析配置帧包括：分析类型、低频振荡检测方法、低频振荡检测频率阈值、功率赋值阈值、频率幅值阈值、阻尼比阈值、持续周期阈值。

优选地，所述PMU子站通过分析结果帧将超过阈值的低频振荡量测对应的振荡参数返回WAMS主站。

优选地，所述分析结果帧包括：超过阈值规定的低频振荡ID、所述低频振荡对应的PMU量测量ID、所述低频振荡的频率、幅值、相位、阻尼、时间信息。