一種動態相量測量裝置的校準系統及其校準方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種校準系統及其校準方法，具體涉及一種動態相量測量裝置的校準 系統及其校準方法。
【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 電力系統裝置中都有動態相量測量的功能。PMU和電能質量監測設備的動態性能十分重要。 在實際中，電網電壓的幅值、頻率和相角難以保持恒定，因此PMU和電能質量監測設備始終 需要觀測動態信息。準確的觀測電網動態，可以及時發現電壓暫升暫降、振蕩暫態等暫態電 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，當電網發生低頻振蕩、頻率偏移等故障時，如果對電流、電 壓估計不準確，有可能造成對電網潮流的錯誤估計，從而導致對電網狀態的錯誤判斷和對 電網故障的錯誤分析，引起錯誤調度，影響電網的安全穩定運行。隨著分布式電源大規模接 入電網，電網中的干擾因素會不斷增多，動態觀測對電力系統的作用會愈發顯著。
[0003] 相量測量方法是PMU準確校準動態相量的核心。現階段，實際動態相量校準 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可以準確測量靜態相量的幅值和頻率，但DFT測量動態相量時效果會 明顯變差。因此，現有動態相量測量方法還很不成熟，不能滿足動態相量校準的需要。
【發明內容】
[0004]為克服上述現有技術的不足，本發明提供一種動態相量測量裝置的校準系統及其 校準方法。
[0005]實現上述目的所采用的解決方案為：
[0006]-種動態相量測量裝置的校準系統，該校準系統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] 優選的，所述電流電壓輸入模塊包括濾波器和模數轉化裝置；
[0008] 所述濾波器用于濾除輸入的模擬量的高頻干擾；
[0009] 所述模數轉化裝置用于將濾波器濾除后的模擬量轉化為數字量；
[0010] 所述模擬量包括電流和電壓。
[0011] 優選的，所述相量測量模塊收到所述電流電壓輸入模塊和衛星接收機輸入的信號 后，采用四分之三基波周期動態相量觀測算法得到被觀測相量的值，作為參考值。
[0012] 優選的，所述校準模塊和被校準動態相量測量裝置相連；
[0013] 所述校準模塊用于比較被測裝置的動態相量測量結果和參考值，得出校準結果。
[0014] 優選的，所述控制模塊用于控制系統的數據交換。
[0015] 優選的，所述存儲器模塊用于存儲相量觀測和校準結果。
[0016] 優選的，所述通訊模塊作為微處理器連接以太網的接口，用于接收指令、上傳數 據，實現遠程控制和分析。
[0017] 優選的，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據，組
[0018] ⑵對采集的數據進行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，W為窗函數，一般選擇Hamming窗函數或者Kaiser窗函數，#為經過Kalman濾波的列向量，
;I為#的共輒相量;WH為窗函數轉置，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] 與最接近的現有技術比，本發明提供的技術方案具有以下有益效果：
[0032] 本發明提供的技術方案可為校準各類動態相量測量裝置提供校準手段。本發明采 用四分之三基波周期動態相量觀測算法測量動態相量，可以提高動態相量測量的準確度。 將其作為動態相量測量的參考值，可提高動態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為本發明的系統結構圖；
[0034] 圖2為本發明動態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，一種動態相量測量裝置的校準系統，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 包括濾波器和模數轉化兩個部分，輸入的模擬電流量和電壓量經濾波器濾除高頻干擾后， 由模數轉化部分將模擬量轉化為數字量，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相量觀測算法測量出動態相量，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中規定的形式或符合IEEEC37. 118-2011中規定 的形式。控制模塊4負責控制系統內部各模塊之間和系統與外界的數據交換。存儲器模塊 5可以存儲動態相量測量結果和校準結果。通訊模塊6可以將動態相量測量結果和校準結 果上傳到以太網，進行遠程分析和控制。
[0037