一種動態(tài)相量測量裝置的校準系統(tǒng)及其校準方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種校準系統(tǒng)及其校準方法，具體涉及一種動態(tài)相量測量裝置的校準 系統(tǒng)及其校準方法。
【背景技術】
[0002]同步相量測量裝置（PhasorMeasurementUnit,PMU)、電能質量測量裝置等許多 電力系統(tǒng)裝置中都有動態(tài)相量測量的功能。PMU和電能質量監(jiān)測設備的動態(tài)性能十分重要。 在實際中，電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相角難以保持恒定，因此PMU和電能質量監(jiān)測設備始終 需要觀測動態(tài)信息。準確的觀測電網(wǎng)動態(tài)，可以及時發(fā)現(xiàn)電壓暫升暫降、振蕩暫態(tài)等暫態(tài)電 能質量問題，全面準確的反應電能質量情況，為提高電能質量提供支撐，為未來電力市場中 的公平競爭提供保障。更重要的，當電網(wǎng)發(fā)生低頻振蕩、頻率偏移等故障時，如果對電流、電 壓估計不準確，有可能造成對電網(wǎng)潮流的錯誤估計，從而導致對電網(wǎng)狀態(tài)的錯誤判斷和對 電網(wǎng)故障的錯誤分析，引起錯誤調度，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。隨著分布式電源大規(guī)模接 入電網(wǎng)，電網(wǎng)中的干擾因素會不斷增多，動態(tài)觀測對電力系統(tǒng)的作用會愈發(fā)顯著。
[0003] 相量測量方法是PMU準確校準動態(tài)相量的核心?，F(xiàn)階段，實際動態(tài)相量校準 設備中主要采用的相量測量算法是離散傅里葉變換相量估計法（discreteFourier transform，DFT)。DFT可以準確測量靜態(tài)相量的幅值和頻率，但DFT測量動態(tài)相量時效果會 明顯變差。因此，現(xiàn)有動態(tài)相量測量方法還很不成熟，不能滿足動態(tài)相量校準的需要。

【發(fā)明內容】

[0004]為克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種動態(tài)相量測量裝置的校準系統(tǒng)及其 校準方法。
[0005]實現(xiàn)上述目的所采用的解決方案為：
[0006]-種動態(tài)相量測量裝置的校準系統(tǒng)，該校準系統(tǒng)由電流電壓輸入模塊、相量測量 模塊、校準模塊、控制模塊、存儲器模塊和通訊模塊構成；所述相量測量模塊和電流電壓輸 入模塊、校準模塊、控制模塊相連；所述控制模塊和存儲器模塊、通訊模塊、校準模塊相連。
[0007] 優(yōu)選的，所述電流電壓輸入模塊包括濾波器和模數(shù)轉化裝置；
[0008] 所述濾波器用于濾除輸入的模擬量的高頻干擾；
[0009] 所述模數(shù)轉化裝置用于將濾波器濾除后的模擬量轉化為數(shù)字量；
[0010] 所述模擬量包括電流和電壓。
[0011] 優(yōu)選的，所述相量測量模塊收到所述電流電壓輸入模塊和衛(wèi)星接收機輸入的信號 后，采用四分之三基波周期動態(tài)相量觀測算法得到被觀測相量的值，作為參考值。
[0012] 優(yōu)選的，所述校準模塊和被校準動態(tài)相量測量裝置相連；
[0013] 所述校準模塊用于比較被測裝置的動態(tài)相量測量結果和參考值，得出校準結果。
[0014] 優(yōu)選的，所述控制模塊用于控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
[0015] 優(yōu)選的，所述存儲器模塊用于存儲相量觀測和校準結果。
[0016] 優(yōu)選的，所述通訊模塊作為微處理器連接以太網(wǎng)的接口，用于接收指令、上傳數(shù) 據(jù)，實現(xiàn)遠程控制和分析。
[0017] 優(yōu)選的，所述校準方法包括如下步驟：（1)采集四分之三基波周期的模擬數(shù)據(jù)，組
[0018] ⑵對采集的數(shù)據(jù)進行Kalman濾波降低噪聲、提高信噪比；
[0019] (3)由LS法估計被觀測相量參，并做為參考值：
[0021] 式中，
[0022]
，ω為角頻率，j是虛部，N為一個周期的采樣點數(shù)，W為窗函數(shù)，一般選擇Hamming窗函數(shù)或者Kaiser窗函數(shù)，#為經(jīng)過Kalman濾波的列向量，
;I為#的共輒相量;WH為窗函數(shù)轉置，1?為Bsq轉置；
[0023] (4)設被校準裝置的相量估計值為p，則采用頻率估計誤差（FE)、頻率變化率估計 誤差（RFE)和總相量誤差（TVE)三種指標評價p。
[0026] 式中，/為參考頻率，f為被校準裝置測量的頻率。
[0027]TVE的計算方式如下所示：
[0029]ITVE為TVE的值
[0030](5)根據(jù)計算結果|和輸入信息p、頻率估計誤差（FE)、頻率變化率估計誤差 (RFE)和總相量誤差（TVE)給出每次測量的不確定度。
[0031] 與最接近的現(xiàn)有技術比，本發(fā)明提供的技術方案具有以下有益效果：
[0032] 本發(fā)明提供的技術方案可為校準各類動態(tài)相量測量裝置提供校準手段。本發(fā)明采 用四分之三基波周期動態(tài)相量觀測算法測量動態(tài)相量，可以提高動態(tài)相量測量的準確度。 將其作為動態(tài)相量測量的參考值，可提高動態(tài)相量測量裝置校準的有效性。校準結果采用 兩種表示方法，兼顧了國家標準和國際標準。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結構圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明動態(tài)相量觀測算法的核心思路圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的詳細說明。
[0036] 如圖1所示，一種動態(tài)相量測量裝置的校準系統(tǒng)，包括電流電壓輸入模塊1、相量 測量模塊2、校準模塊3、控制模塊4、存儲器模塊5和通訊模塊6。電流電壓輸入模塊1中 包括濾波器和模數(shù)轉化兩個部分，輸入的模擬電流量和電壓量經(jīng)濾波器濾除高頻干擾后， 由模數(shù)轉化部分將模擬量轉化為數(shù)字量，轉化結果輸入相量測量模塊2。相量測量模塊中 采用四分之三基波周期動態(tài)相量觀測算法測量出動態(tài)相量，作為參考值。校準模塊3讀入 相量測量模塊2中的參考值和被測裝置的相量測量結果，計算測量誤差并給出測量不確定 度。測量誤差可以選擇符合GB26862-2011中規(guī)定的形式或符合IEEEC37. 118-2011中規(guī)定 的形式?？刂颇K4負責控制系統(tǒng)內部各模塊之間和系統(tǒng)與外界的數(shù)據(jù)交換。存儲器模塊 5可以存儲動態(tài)相量測量結果和校準結果。通訊模塊6可以將動態(tài)相量測量結果和校準結 果上傳到以太網(wǎng)，進行遠程分析和控制。
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