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分布式同步相量测量技术的研究

作　者: 王俊永
导　师: 汤涌
学　校: 中国电力科学研究院
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力系统 相量测量 PMU 分布式 DSP
分类号: TM935
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


目前,我国正在大力发展特高压电网和坚强智能电网,电网结构的变化、装机容量的增大以及控制措施的多样化,预示着我国电力系统的运行特性正发生着重大的变化。大区互联电网结构更加复杂,分布地域更广,元件更多,动态行为(如超低频振荡、振荡传播、暂态电压不稳定等)也更复杂,电网的稳定监视和控制越来越重要。以SCADA/EMS及有关的应用软件为代表的调度监控系统实质上是在静态潮流水平上的电力系统稳态行为监控系统,对于电力系统的动态稳定监测是不够的。基于PMU (Phasor Measurement Unit)的广域电网相量测量系统(Wide Area Measurement System, WAMS)正是为了解决上述问题而提出的,并已经成目前电力系统自动化监控技术的主要发展方向之一。论文首先概述了国内外同步相量测量的研究背景,然后介绍了相量的定义,相量测量技术的常用算法及其在电力系统中的应用。作者参与了中国电力科学研究院PAC-2000D相量测量装置的研制和改进工作,设计的同步相量测量装置由授时单元、数据集中处理单元、数据采集单元、通讯设备等部分组成,本论文详细介绍了装置的各个组成部分、功能及设计技巧。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章 绪论  6-11
  1.1 课题的背景和意义  6-8
  1.2 国内外研究状况和进展  8-10
  1.3 本文的主要工作  10-11
第二章 PMU的原理、算法  11-21
  2.1 同步相量测量原理  11-12
  2.2 相量的定义及表示方法  12-14
  2.3 同步相量测量的算法  14-21
    2.3.1 过零检测法  14-15
    2.3.2 瞬时值法  15-16
    2.3.3 数字微分法  16-18
    2.3.4 离散傅立叶变换法  18-20
    2.3.5 其它方法  20-21
第三章 广域监测系统的应用  21-27
  3.1 电网运行动态实时监控  21
  3.2 状态估计  21-22
  3.3 电力系统动态模型辨识及模型校正  22
  3.4 暂态稳定预测及控制  22-23
  3.5 电压、频率稳定监视及控制  23-24
  3.6 低频振荡分析及抑制  24-25
  3.7 全局反馈控制  25
  3.8 故障定位及线路参数测量  25-26
  3.9 基于WAMS的协调解列控制  26-27
第四章 分布式PMU的结构划分和功能设计  27-31
  4.1 功能设计  27-28
  4.2 PMU系统结构  28-29
  4.3 分布式结构设计  29-31
第五章 授时装置设计  31-41
  5.1 授时的要求  31-32
  5.2 常用授时方法  32-36
    5.2.1 GPS系统介绍  33-34
    5.2.2 GLONASS介绍  34-35
    5.2.3 北斗系统介绍  35-36
  5.3 授时装置设计  36-41
    5.3.1 功能设计  36-37
    5.3.2 授时装置的硬件  37-38
    5.3.3 授时装置的软件  38-41
第六章 数据集中处理单元设计  41-44
第七章 采集单元设计  44-69
  7.1 总体硬件设计  44-47
  7.2 开关量的读写  47-48
  7.3 GPS串行信息的接收及解码  48-53
    7.3.1 硬件电路  48
    7.3.2 MAX3100控制器  48-49
    7.3.3 McBSP技术  49-52
    7.3.4 串行信息的接收  52
    7.3.5 串行信息解码  52-53
  7.4 采样脉冲的产生  53-54
  7.5 AD采样  54-60
    7.5.1 ADS8364特性及工作原理  54-57
    7.5.2 ADS8364与TMS320C6713的连接  57-58
    7.5.3 CPLD程序设计  58-59
    7.5.4 ADC的初始化操作  59
    7.5.5 数据的读取  59-60
  7.6 HPI传输  60-69
    7.6.1 ACS-4051VE嵌入式主板  60-63
    7.6.2 TMS320C6713的HPI简介  63-66
    7.6.3 TMS320C6713 HPI的控制寄存器  66
    7.6.4 CPLD程序设计  66-67
    7.6.5 数据读取过程  67-69
第八章 改进及展望  69-75
  8.1 装置改进  69-73
    8.1.1 时钟电路的改进  69-73
    8.1.2 TMS320C6713软件的改进  73
  8.2 展望  73-75
参考文献  75-81
致谢  81-82
在攻读硕士学位期间发表的论文  82

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电气测量技术及仪器 > 频率、波形参数的测量及仪表
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