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快捷发现同步相量测量装置（PMU）运行异常的方法及应用

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：胡建明1 焦亮亮2 普进3 陆永生4

[导读] 摘要：同步相量测量装置主要是用于进行同步相量的测量和输出，以及进行动态记录的装置，在测量过程中，对电力系统中的电压电流及频率的复制和相交进行有效测量，在目前的电力调度系统中得到了有效的应用，其运行状态具有突出的特点，不但在快速性和准确性方面达到了监测要求，同时在监测质量方面也满足了监测需要。

        （云南电网有限责任公司文山供电局 663000）
        摘要：同步相量测量装置主要是用于进行同步相量的测量和输出，以及进行动态记录的装置，在测量过程中，对电力系统中的电压电流及频率的复制和相交进行有效测量，在目前的电力调度系统中得到了有效的应用，其运行状态具有突出的特点，不但在快速性和准确性方面达到了监测要求，同时在监测质量方面也满足了监测需要。因此，我们应当根据监测的实际需要，合理选择同步相量测量装置，并对其优势和检测过程进行全面分析。对当前同步相量测量装置的运行实际和特点深入了解之后，对其运行异常的原因进行分析并制定有效的应用方法，对于提高电力调度系统的运行效果具有重要作用。
        关键词：同步相量测量装置；运行异常；方法；应用
        引言
        基于电力调度系统的运行需要以及电力调度系统的设计特点，在运行过程当中我们应当掌握其运行优势和运行需求，根据运行的特点采取有针对性的监测方式，提高监测质量。结合当前电力调度系统的运行实际PMU子站和WAMS主站通信流程，主要的通信方式在通信过程中受到装置运行的影响和装置特点的影响，容易出现PMU数据的异常。因此，掌握正确的分析方法，做好PMU子站与WAMS主站通讯系统的分析，能够为整个电力调度系统的运行监测提供有效帮助，为PMU装置的有效运行奠定良好的基础。
        一、WAMS主站与PMU子站通信流程
        WAMS主站与PMU子站在通信过程当中采取了实时通信的方式，其通信协议主要以TCP协议为主，在通信中需要建立专门的管道，传输管道主要包括管理管道和数据管道两种形式，其中管理管道是在子站和总站之间传递管理信息，以及记录数据的双向传输通道。数据管道是单向通道，主要是满足子站向主站上传实时数据的实际需要，在具体应用中采用采油实时数据传输的方式，掌握PMU子站的运行状况，PMU子站及时的向WAMS主站传输系统数据，对于提高PMU子站的运行质量和满足PMU子站的运行需要具有重要作用。因此，这种数据传输模式，是WAMS与PMU子站通信的主要方式[1]。
        二、WAMS主站与PMU子站实时通信异常的判定方法
        （一）PMU通道中断判定和告警
        PMU子站在运行过程当中存在通信异常的现象，为了提高PMU子站的运行质量，需对PMU子站的实时通信异常情况进行判定，在判定过程中需要监视PMU通信进程的情况，对没有子站与WAMS主站通信的管理管道和数据管道进行检查，确保两种管道能够保持通畅。通过对管理管道的检查以及数据管道的检查，能够对PMU数据传输进程进行检测，一旦PMU数据传输进程存在中断的情况，可以判断PMU子站存在中断故障，并及时向主站发起预警信号，这一判断方法对于PMU通道中断故障的判定能够起到积极效果[2]。
        （二）PMU通道闪断判定和告警
        PMU通道工作当中做好通道闪断判定和告警，对于提高PMU子站的运行效果具有重要作用。从当前PMU通道闪断判定和告警过程来看，PMU通道闪断监视采用了门槛值t1作为判断点，门槛值可由用户自定义，PMU子站通道中断后，PMU通信进程会新建一个监测线程来监测中断通道，当通道恢复连接时，会记录PMU通道厂的站名恢复时间等数据，并将PMU通道的三段判定传输到主站中，便于主站的监控，使整个PMU通信进程在整体管控中能够达到预期目标，提高管控的整体效果，满足管控的实际需要。因此，PMU通道闪断判定和告警，对于整个子站系统的运行有着重要影响。
        （三）PMU通道长断判定和告警
        PMU子站在运行过程中，除了存在上述的故障类型之外，还需要进行通道长断判定和告警，在通道长断判定和告警中PMU通道会采用门槛之t1作为判断，通道中断后PMU进程会自动监视中断通道，并开始统计中断时间。当中断时间超过门槛值T1通道仍未恢复时，进程会判断该通道长期中断，并将设备信息和终端数据传输给总站，为整个PMU通道的长断判定奠定良好的基础，解决PMU通道长断判定的准确性问题。通过这一方式，能够为PMU通道的长断判定提供方法支持和手段支持，解决PMU通道长断判定中存在的实际问题[3]。

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        三、PMU数据质量异常的识别方法
        （一）PMU数据与SCADA数据的模型匹配
        1、测点匹配
        基于PMU子站的运行实际，在子站的传输故障判定过程当中，掌握正确的判定方法至关重要。结合PMU子站的运行实际，在数据质量异常的识别方法中，PMU数据与SCADA数据的模型匹配至关重要，其中模型匹配首先应当进行测点的匹配，在测点匹配中需要对测点进行标记，并且规范测点的标识，将测点添入不同的模型库，保证测点的唯一性和准确性，通过建立SCADA模型库和PMU模型库，对同一个特点进行不同的标记，在每一个模型库中能够找出特点的匹配情况，判断特点存在的异常情况[4]。
        2、属性量匹配
        除了要进行测点的匹配之外，属性量的匹配至关重要，属性量的匹配主要是同一个特点，在PMU模型库SCADA模型库中拥有的属性是不一样的，通过对属性的应用相量模拟量、频率量等属性量进行分析，能够找出PMU数据的特点和PMU数据与SCADA数据的匹配情况，如果匹配成功，则证明PMU数据满足使用要求，如果PMU数据在匹配过程中存在差异，无法与SCADA匹配，则证明PMU数据存在质量异常，在系统运行当中需要对这一故障进行标记，并予以有效的纠正。因此，在属性量匹配中，对于检测PMU数据的故障和异常具有重要作用。
        3、时间点匹配
        为了提高PMU数据的匹配质量，进行时间点匹配至关重要，并且以每秒100帧的速率进行采集和存储。基于这一特点做好时间点的匹配，能够检验PMU数据的准确率和传输速度，如果PMU数据在时间点匹配方面满足匹配要求，则PMU数据的准确性相对较高，如果PMU数据在匹配过程中无法与时间点进行匹配，则代表PMU数据存在质量瑕疵，对整个数据的准确性会产生影响。因此，时间节点匹配在实施过程中对于检验PMU数据的准确性具有重要作用。
        （二）PMU数据与SCADA数据的差值对比运算及告警
        PMU数据与SCADA数据的差值进行对比，能够检验PMU数据的准确性，在差值的对比运算及告警过程中需要满足测量要求，系统计算同一特点同一模拟量的绝对差值，相对差值应当满足绝对差值大于绝对门槛，并且相对差值大于相对门槛的条件，才能够判断该测点的模拟量多元数据差值是否越线，如果存在越线的情况则代表PMU数据存在瑕疵和错误，在实际的运行当中需要进行合理的调整[5]。
        四、结论
        基于对电力系统的了解以及电力调度系统的运行实际，同步相量测量装置的运用，对整个系统的运行稳定性有着重要的影响，掌握PMU运行异常的判断方法及调整方法，对于提高PMU中运行质量和满足PMU运行需要具有重要作用。因此，我们应当认识到PMU装置的特殊性及PMU装置对电力系统产生的重要影响，根据电力系统的实际需要，做好PMU装置的应用，并提高PMU装置运行异常的检查，保证运行效果方面达标，解决PMU装置运行当中存在的运行异常问题。
        参考文献：
        [1] 许勇，王慧铮，李倩，王俊永.智能变电站同步相量测量装置研制[J].电网技术，2010（11）：22-23.
        [2] 谢齐家.同步相量测量在电网中的应用[J].湖北电力，2010（S1）：87-88.
        [3] 徐树峰.同步相量测量系统在桂林电网的应用浅析[J].装备制造技术，2012（06）：12-13.
        [4] 王超.广域同步相量测量中频率特性研究[J].科技信息，2012（35）：19-20.
        [5] 李辉，徐建源，刘飞，陈轩恕，林莘，尹婷，杜砚，许任重.高性能同步相量测量装置的研制与应用[J].电力系统保护与控制，2010（07）：56-57.