專(zhuān)利名稱：：基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置及應(yīng)用的廣域測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及廣域測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置及應(yīng)用的廣域測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著電網(wǎng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，低頻振蕩成為危害電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的嚴(yán)重威脅之一。因此，基于相量測(cè)量單元(PMU:PhasorMeasurementUnit)量測(cè)信息的低頻振蕩在線檢測(cè)和分析是目前廣域測(cè)量系統(tǒng)最重要的應(yīng)用。參照?qǐng)D1，為現(xiàn)有技術(shù)所述廣域測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。廣域測(cè)量系統(tǒng)包括廣域測(cè)量系統(tǒng)(WAMS:WideAreaMeasurementSystem)主站11和PMU子站12,二者通過(guò)電力數(shù)據(jù)網(wǎng)13實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)WAMS主站11可以對(duì)應(yīng)多個(gè)PMU子站12;—個(gè)PMU子站12也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)WAMS主站11。WAMS主站11向各PMU子站12發(fā)送命令幀和量測(cè)配置幀，接收各PMU子站12返回的量測(cè)信息并進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)根據(jù)各PMU子站12返回的量測(cè)信息進(jìn)行頻語(yǔ)分析和低頻振蕩檢測(cè)，綜合分析得到節(jié)點(diǎn)同調(diào)分群、振蕩分界面和貢獻(xiàn)因子等模態(tài)信息。每個(gè)PMU子站12包括一個(gè)相量測(cè)量裝置，用于根據(jù)主站的量測(cè)配置要求獲取相應(yīng)的量測(cè)信息發(fā)送至WAMS主站12。相量測(cè)量裝置包括GPS授時(shí)單元121、同步相量采集單元122、以及凄t據(jù)集中處理單元123。所述GPS授時(shí)單元121用于為同步向量采集單元122提供統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn)。所述同步相量采集單元122用于根據(jù)GPS授時(shí)單元121提供的時(shí)鐘基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相電壓、相電流、開(kāi)關(guān)量和直流量的同步測(cè)量，獲取系統(tǒng)需要的各種量測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)集中處理單元123用于對(duì)同步相量釆集單元122獲取的各量測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)本地、以及發(fā)送至WAMS主站11。4現(xiàn)有相量測(cè)量裝置僅僅具有錄波、計(jì)算相量、并將相量和錄波數(shù)據(jù)本地存儲(chǔ)以及上送WAMS主站的功能。當(dāng)需要得到整個(gè)廣域測(cè)量系統(tǒng)的振蕩節(jié)點(diǎn)分群情況和各節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)因子時(shí)，就需要對(duì)各節(jié)點(diǎn)的PMU量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析。在現(xiàn)有技術(shù)中，上述PMU量測(cè)數(shù)據(jù)的在線低頻振蕩檢測(cè)和分析功能均是由WAMS主站完成的。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)各PMU量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析的計(jì)算量是非常龐大的。特別是現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷增大，PMU布點(diǎn)數(shù)目也不斷增加。但是，WAMS主站的計(jì)算服務(wù)器數(shù)目通常是固定的。因此，很容易導(dǎo)致WAMS主站不能滿足低頻振蕩檢測(cè)的實(shí)時(shí)性要求。因此，如何降低WAMS主站應(yīng)用服務(wù)器的計(jì)算負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大M^莫電網(wǎng)的實(shí)時(shí)快速低頻振蕩檢測(cè)和分析，是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于廣域測(cè)量系統(tǒng)的相量測(cè)量裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)時(shí)快速低頻振蕩檢測(cè)和分析。本發(fā)明提供一種基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置應(yīng)用的廣域測(cè)量系統(tǒng)，包括WAMS主站、PMU子站、以及電力數(shù)據(jù)網(wǎng)，所述PMU子站包括GPS授時(shí)單元、同步相量采集單元、以及數(shù)據(jù)集中處理單元，所述WAMS主站用于向各PMU子站發(fā)送量測(cè)配置信息、待檢量測(cè)信息、以及低頻振蕩各參數(shù)的閾值，并接收各PMU子站返回的超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)的參數(shù)，進(jìn)行綜合分析，獲取全局振蕩模態(tài)信息；所述PMU子站還包括頻譜分析單元與低頻振蕩檢測(cè)單元；所述頻譜分析單元用于根據(jù)WAMS主站發(fā)送的待檢量測(cè)信息、結(jié)合同步相量采集單元獲取的各量測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)各量測(cè)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)頻譜分析，獲取各量測(cè)對(duì)應(yīng)低頻振蕩的參數(shù)值；所述低頻振蕩檢測(cè)單元用于根據(jù)各量測(cè)對(duì)應(yīng)的低頻振蕩的參數(shù)值、結(jié)合WAMS主站發(fā)送的低頻振蕩各參數(shù)的閾值，判斷是否存在超過(guò)閾值的低頻振蕩，如果有，將所述超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)返回WAMS主站。優(yōu)選地，所述WAMS主站通過(guò)分析配置幀向各PMU子站發(fā)送待纟企量測(cè)5信息、以及低頻振蕩各參數(shù)的閾值。優(yōu)選地，所述分析配置幀包括分析類(lèi)型、低頻振蕩檢測(cè)方法、低頻振蕩檢測(cè)頻率閾值、功率賦值閾值、頻率幅值閾值、阻尼比閾值、持續(xù)周期閾值。優(yōu)選地，所述PMU子站通過(guò)分析結(jié)果幀將超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)返回WAMS主站。優(yōu)選地，所述分析結(jié)果幀包括超過(guò)閾值規(guī)定的低頻振蕩ID、所述振蕩對(duì)應(yīng)的PMU量測(cè)量ID、所述低頻振蕩的頻率、幅值、相位、阻尼、時(shí)間信息。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在WAMS主站的主站告警單元；所述主站告警單元用于根據(jù)綜合分析結(jié)果，確定存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩時(shí)，發(fā)送低頻振蕩告警。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在各PMU子站的子站告警單元；所述子站告警單元用于根據(jù)低頻振蕩參數(shù)值，確定存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩時(shí)，發(fā)送低頻振蕩告警。優(yōu)選地，當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元檢測(cè)到所述超過(guò)閾值的低頻振蕩的幅值減弱到閾值以下、并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間段后，向WAMS主站發(fā)送振蕩消失信息。優(yōu)選地，當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元檢測(cè)到一個(gè)量測(cè)具有至少兩個(gè)振蕩模式超過(guò)閾值的低頻振蕩時(shí)，將每一個(gè)振蕩模式作為一個(gè)獨(dú)立的低頻振蕩上報(bào)至WAMS主站。本發(fā)明還提供了一種基于就地頻鐠分析的相量測(cè)量裝置，所述裝置包括GPS授時(shí)單元、同步相量采集單元、以及數(shù)據(jù)集中處理單元，所述裝置還包括頻譜分析單元與低頻振蕩^r測(cè)單元；所述頻譜分析單元用于根據(jù)接收到的待檢量測(cè)信息、結(jié)合同步相量采集單元獲取的各量測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)各量測(cè)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)頻譜分析，獲取各量測(cè)對(duì)應(yīng)低頻振蕩的參數(shù)值；所述低頻振蕩檢測(cè)單元用于根據(jù)各量測(cè)對(duì)應(yīng)的低頻振蕩的參數(shù)值、結(jié)合接收到的低頻振蕩各參數(shù)的閾值，判斷是否存在超過(guò)閾值的低頻振蕩，如果有，獲取所述超過(guò)閾值的低頻振蕩對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)并發(fā)送。優(yōu)選地，所述低頻振蕩參數(shù)包括低頻振蕩的ID、振蕩對(duì)應(yīng)量測(cè)量ID、振蕩的頻率、幅值、相位、阻尼比、時(shí)間信息。6r測(cè)單元4企測(cè)到所述超過(guò)閾值的低頻振蕩的幅值減弱到閾值以下、并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間段后，發(fā)送振蕩消失信息。優(yōu)選地，當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元檢測(cè)到一個(gè)量測(cè)具有至少兩個(gè)超過(guò)闊值的低頻振蕩模式時(shí)，將所述量測(cè)每一個(gè)振蕩模式的低頻振蕩作為一個(gè)獨(dú)立的振蕩發(fā)送。優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括子站告警單元；所述子站告警單元根據(jù)就地低頻振蕩信息進(jìn)行判斷，當(dāng)確定存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩時(shí)，向就地工作站發(fā)送低頻振蕩告警。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明所述廣域測(cè)量系統(tǒng)及用于廣域測(cè)量的相量測(cè)量裝置，通過(guò)對(duì)各PMU子站增加頻譜分析單元和低頻振蕩檢測(cè)單元，各PMU子站對(duì)釆集得到的各量測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就地進(jìn)行頻i普分析和振蕩檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果即超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)返回WAMS主站。采用這種方式，將低頻振蕩檢測(cè)和分析中計(jì)算量最大的部分，即各PMU量測(cè)量的頻譜分析分散到各PMU子站中進(jìn)行分布式計(jì)算，WAMS主站只負(fù)責(zé)對(duì)各PMU子站檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，獲取低頻振蕩在全網(wǎng)范圍內(nèi)的振蕩模態(tài)，從而大大降低了主站的計(jì)算量，實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)時(shí)快速低頻振蕩檢測(cè)和分析。圖1為現(xiàn)有技術(shù)所述廣域測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2為本發(fā)明所述基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置應(yīng)用的廣域測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3為本發(fā)明所述廣域測(cè)量系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)傳輸幀結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明所述基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置及應(yīng)用的廣域測(cè)量系統(tǒng)，有效降低WAMS主站應(yīng)用服務(wù)器的計(jì)算負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)時(shí)快速低頻振蕩檢測(cè)和分析。本發(fā)明所述廣域測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)在各PMU子站中增加頻譜分析單元和低頻振蕩檢測(cè)單元，各PMU子站對(duì)采集得到的各量測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就地進(jìn)行頻譜分析和振蕩檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果即超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)返回WAMS主站。WAMS主站只負(fù)責(zé)對(duì)各PMU子站4全測(cè)的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，獲取低頻振蕩在全網(wǎng)范圍內(nèi)的振蕩模態(tài)。參照?qǐng)D2，為本發(fā)明所述基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置應(yīng)用的廣域測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。所述廣域測(cè)量系統(tǒng)包括WAMS主站21和PMU子站22，二者通過(guò)電力數(shù)據(jù)網(wǎng)23實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。每個(gè)PMU子站22包括一個(gè)相量測(cè)量裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)WAMS主站21可以對(duì)應(yīng)多個(gè)PMU子站22;—個(gè)PMU子站22也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)WAMS主站21。所述WAMS主站21用于向各PMU子站22發(fā)送量測(cè)配置信息、待檢量測(cè)信息、以及低頻振蕩各參數(shù)的閾值，并接收各PMU子站22返回的超過(guò)閾值規(guī)定的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)，進(jìn)行綜合分析，獲取全局振蕩模態(tài)信息。所述PMU子站22用于根據(jù)實(shí)時(shí)采集得到的各量測(cè)數(shù)據(jù)、結(jié)合WAMS發(fā)送的待檢量測(cè)信息，對(duì)待檢量測(cè)進(jìn)行頻鐠分析和低頻振蕩檢測(cè)，獲取超過(guò)規(guī)定的低頻振蕩對(duì)應(yīng)的參數(shù)值，返回至WAMS主站21。參照?qǐng)D2所示，所述WAMS主站21包括信息發(fā)送單元211、信息接收單元212、綜合分析單元213、以及信息存儲(chǔ)單元214;所述信息發(fā)送單元211用于向各PMU子站22發(fā)送量測(cè)配置信息、待檢量測(cè)信息、以及低頻振蕩各參數(shù)的閾值。通過(guò)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議中增加分析配置幀，用于實(shí)現(xiàn)WAMS主站21通知各PMU子站22分別需要對(duì)哪些量測(cè)量進(jìn)行低頻振蕩檢測(cè)、以及低頻振蕩檢測(cè)檢測(cè)中各振蕩參數(shù)的閾值。所述WAMS主站21向PMU子站22發(fā)送分析配置幀，分別告知各PMU子站22的相量測(cè)量裝置需要對(duì)本地的哪些功率或頻率的量測(cè)進(jìn)行在線低頻振蕩檢測(cè)，并告知各相量測(cè)量裝置用于判斷是否發(fā)生低頻振蕩的振蕩參數(shù)閾值。例如，低頻振蕩功率幅值的闊值為100MW、頻率幅值的閾值為0.05Hz、持續(xù)振蕩周期數(shù)的閾值為5個(gè)周期等。所述信息接收單元212用于接收各PMU子站22返回的量測(cè)信息，發(fā)送至信息存儲(chǔ)單元214進(jìn)行存儲(chǔ)。所述綜合分析單元213用于接收各PMU子站21返回的超過(guò)閾值的各低頻振蕩的參數(shù)，進(jìn)行綜合分析，獲取低頻振蕩的節(jié)點(diǎn)同調(diào)分群、振蕩分界面、貢獻(xiàn)因子等全局模態(tài)信息。所述綜合分析單元213對(duì)接收自各PMU子站21的超過(guò)閾值的低頻振蕩進(jìn)行歸類(lèi)。首先，將振蕩頻率相近的量測(cè)歸為一類(lèi)，選擇此類(lèi)中相對(duì)幅值最大的量測(cè)的頻率作為此類(lèi)低頻振蕩的模式頻率。對(duì)于屬于同一類(lèi)別振蕩模式的PMU量測(cè)，由于其報(bào)告振蕩的起始時(shí)刻不一定統(tǒng)一，因此對(duì)其提供的振蕩時(shí)刻的相位不能直接進(jìn)行比較。因此以屬于同一類(lèi)別振蕩模式的低頻振蕩中，振蕩幅值相對(duì)最大的量測(cè)報(bào)告的振蕩時(shí)刻作為基準(zhǔn)，將此類(lèi)振蕩模式中的其他量測(cè)報(bào)告的振蕩相位根據(jù)各自記錄的振蕩頻率折算到所述基準(zhǔn)時(shí)刻。然后，以此類(lèi)振蕩模式中振蕩幅值相對(duì)最大的量測(cè)報(bào)告的相位為基準(zhǔn)，計(jì)算其余同類(lèi)型(均為頻率或均為有功注入功率)PMU量測(cè)在所述基準(zhǔn)時(shí)刻的相對(duì)相位。最后，根據(jù)各量測(cè)的相對(duì)相位進(jìn)行關(guān)于此類(lèi)振蕩模式的節(jié)點(diǎn)同調(diào)分群、進(jìn)而得到振蕩分界面以及節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)因子等全局振蕩模態(tài)信息。進(jìn)一步的，本發(fā)明所述WAMS主站21進(jìn)一步包括主站告警單元215，用于根據(jù)綜合分析單元213的分析結(jié)果，確定存在對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定造成威脅的低頻振蕩時(shí)，發(fā)送低頻振蕩告警，提示運(yùn)行人員進(jìn)行消除或減弱振蕩處理。參照?qǐng)D2所示，所述PMU子站22的相量測(cè)量裝置包括GPS授時(shí)單元221、同步相量采集單元222、數(shù)據(jù)集中處理單元223、以及頻譜分析單元224和低頻振蕩檢測(cè)單元225。所述GPS授時(shí)單元221用于為同步向量采集單元222提供統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn)。GPS授時(shí)單元221選用高檔GPS模塊作為裝置核心，配合高精度授時(shí)電路，為同步向量采集單元222提供統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn)。在鎖星正常的情況下，GPS授時(shí)單元221提供的同步時(shí)鐘的精確度為±1在衛(wèi)星失鎖情況下，GPS授時(shí)單元221繼續(xù)維持GPS信號(hào)的輸出，保證系統(tǒng)在失星1個(gè)小時(shí)以內(nèi)的同步誤差不大于l度。所述同步相量采集單元222用于接收GPS授時(shí)單元221提供的時(shí)鐘基準(zhǔn)、根據(jù)WAMS主站21發(fā)送的量測(cè)配置幀，對(duì)相電壓、相電流、開(kāi)關(guān)量和直流量等進(jìn)行同步測(cè)量，獲取系統(tǒng)需要的各種量測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。同步相量采集單元222利用光纖口接收高精度對(duì)時(shí)信號(hào)，支持電/光100M以太網(wǎng)通信，對(duì)所有模擬量通道進(jìn)行絕對(duì)同步的等間隔采樣，內(nèi)置高性能DSP芯片，實(shí)現(xiàn)相量的實(shí)時(shí)計(jì)算。所述數(shù)據(jù)集中處理單元223用于對(duì)同步相量采集單元222獲取的各量測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)以及遠(yuǎn)方通信等功能。所述數(shù)據(jù)處理主要包括對(duì)原始相量進(jìn)行補(bǔ)償，消除頻率泄露效應(yīng)引起的誤差，并計(jì)算頻率、功率、機(jī)組內(nèi)電勢(shì)等。數(shù)據(jù)集中處理單元223可以連接多個(gè)分布式測(cè)量單元，擴(kuò)展靈活。其具有4個(gè)10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，除一個(gè)以太網(wǎng)接口用于裝置內(nèi)部通信外，其余以太網(wǎng)4妄口均可用于對(duì)外通信，可以同時(shí)向多個(gè)WAMS主站21傳送凄史據(jù)，且每個(gè)通信端口的數(shù)據(jù)傳送內(nèi)容均可以靈活定義。所述頻譜分析單元224用于才艮據(jù)WAMS主站21發(fā)送的待檢量測(cè)信息結(jié)合同步相量采集單元222獲取的各量測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)各量測(cè)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)頻譜分析，獲取各量測(cè)對(duì)應(yīng)低頻振蕩的幅值、相位、阻尼比、時(shí)間信息等參數(shù)值。所述時(shí)間信息包括低頻振蕩的開(kāi)始時(shí)刻、振蕩持續(xù)期間的若干時(shí)刻、以及振蕩結(jié)束時(shí)刻等。所述低頻振蕩檢測(cè)單元225用于根據(jù)頻譜分析單元224獲取的各量測(cè)對(duì)應(yīng)的低頻振蕩的參數(shù)值、結(jié)合WAMS主站21發(fā)送的低頻振蕩各參數(shù)的闊值，判斷是否存在超過(guò)闊值的低頻振蕩，如果有，將所述超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)返回WAMS主站21。所述振蕩參數(shù)包括超過(guò)閾值的低頻振蕩的ID、所述振蕩對(duì)應(yīng)的量測(cè)量ID、所述振蕩的頻率、幅值、相位、阻尼比、振蕩參數(shù)時(shí)刻等。所述相位包括上次振蕩信息時(shí)刻對(duì)應(yīng)的相位。例如振蕩開(kāi)始時(shí)刻、振蕩結(jié)束時(shí)刻、振蕩持續(xù)期間若干時(shí)刻的相位。10所述振蕩參數(shù)時(shí)刻包括振蕩起始時(shí)刻、結(jié)束時(shí)刻以及振蕩持續(xù)期間的若干時(shí)刻等。通過(guò)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議中增加分析結(jié)果幀，用于各PMU子站22向WAMS主站21返回超過(guò)閾值的低頻振蕩對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)。所述分析結(jié)果幀在子站PMU22得到相應(yīng)的分析結(jié)果后的第一個(gè)數(shù)據(jù)幀之后發(fā)送。進(jìn)一步的，當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元225檢測(cè)得到所述超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)的幅值減弱到閾值以下、并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間段后，向WAMS主站21發(fā)送振蕩消失信息。進(jìn)一步的，相量測(cè)量裝置還可以包括子站告警單元226,用于根據(jù)低頻振蕩檢測(cè)單元225檢測(cè)得到的低頻振蕩量測(cè)參數(shù)值，初步判斷是否存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩，若存在，發(fā)送低頻振蕩告警信息，提醒運(yùn)行人員，盡快消除振蕩。所述PMU子站22根據(jù)就地檢測(cè)得到的低頻振蕩量測(cè)信息，雖然不能得到振蕩的分群模式和貢獻(xiàn)因子等振蕩全局信息。但是通過(guò)子站告警單元226能夠根據(jù)離線分析計(jì)算的結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)，初步判斷是否存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩，若存在，發(fā)送低頻振蕩告警信息。電廠或變電站各PMU子站22的運(yùn)行人員，可以根據(jù)局部振蕩信息，例如振蕩的頻率、幅值等初步判斷應(yīng)采用什么樣的措施抑制或消除振蕩，而不一定要等待WAMS主站21的計(jì)算判斷結(jié)果。這樣能夠?yàn)榭焖僖种苹蛳袷広A得時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用中，各PMU子站22的每個(gè)量測(cè)都可能包含多個(gè)振蕩模式。當(dāng)?shù)皖l振蕩檢測(cè)單元225檢測(cè)到某個(gè)量測(cè)具有多個(gè)振蕩模式超過(guò)閾值的低頻振蕩時(shí)，將滿足振蕩條件的每一個(gè)振蕩模式作為一個(gè)獨(dú)立的振蕩上報(bào)至WAMS主站21。進(jìn)一步的，所述WAMS主站21的信息發(fā)送單元211還用于告知各PMU子站22的相量測(cè)量裝置在各超過(guò)閾值的低頻振蕩的持續(xù)期間，每隔指定振蕩周期上傳一次振蕩參數(shù)。此時(shí)，對(duì)應(yīng)的，各PMU子站22在各超過(guò)閾值的低頻振蕩的持續(xù)周期期間內(nèi)，按照分析配置幀指定的振蕩周期間隔不斷將當(dāng)前振蕩的參數(shù)信息上報(bào)至iiWAMS主站21。采用本發(fā)明所述系統(tǒng)，將低頻振蕩檢測(cè)和分析中計(jì)算量最大的部分，即各PMU量測(cè)量的頻譜分析分散到各PMU子站22中進(jìn)行分布式計(jì)算，WAMS主站21只負(fù)責(zé)對(duì)各PMU子站22檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，獲取低頻振蕩在全網(wǎng)范圍內(nèi)的振蕩模態(tài)，從而大大P爭(zhēng)低了主站的計(jì)算量，實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)時(shí)快速低頻振蕩檢測(cè)和分析。同時(shí)，采用這種方式可以大大加快低頻振蕩，其加快的倍數(shù)與PMU的數(shù)據(jù)集中處理單元的數(shù)據(jù)近似成正比，使得在線實(shí)時(shí)低頻振蕩的模態(tài)分析可以不受系統(tǒng)規(guī)模的限制。參照?qǐng)D3，為本發(fā)明所述廣域測(cè)量系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)傳輸幀結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明所述廣域測(cè)量系統(tǒng)采用的實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)格式遵循正EEStdC37.118-2005的基本規(guī)約。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，增加兩種實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)類(lèi)型分析配置幀和分析結(jié)果幀。所述分析配置幀的SYNC同步字4殳第2字節(jié)的6-4Bits定義為110,其第2字節(jié)的3-0Bits的規(guī)約版本號(hào)定義為4。所述分析結(jié)果幀的SYNC同步字段第2字節(jié)的6-4Bits定義為101,其第2字節(jié)的3-0Bits的規(guī)約版本號(hào)定義為4。具體分別參見(jiàn)表1和表2所示。表1為分析配置幀結(jié)構(gòu)表。所述分析配置幀對(duì)WAMS主站21需要各PMU子站22進(jìn)行的分析類(lèi)型(目前的分析類(lèi)型只包括低頻振蕩分析)、分析中所需的參數(shù)(含各參數(shù)閾值)、以及分析中需要檢測(cè)的量測(cè)量等信息進(jìn)行定義。所述分析配置幀由WAMS主站21生成，發(fā)送至各PMU子站22。所述分析配置幀包括分析類(lèi)型、低頻振蕩檢測(cè)方法、低頻振蕩檢測(cè)頻率閾值、功率賦值閾值、頻率幅值閾值、阻尼比閾值、持續(xù)周期閾值等。序號(hào)字段長(zhǎng)度(字節(jié))說(shuō)明1SYNC2SYNC同步字段第2字節(jié)的6-4Bits定義為110，第2字節(jié)的3-0Bits的規(guī)約版本號(hào)定義為42FRAMESIZE2幀字節(jié)數(shù)12<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表1表2為分析結(jié)果幀結(jié)構(gòu)表。當(dāng)各PMU子站22的低頻振蕩檢測(cè)單元225檢測(cè)到超過(guò)閾值規(guī)定的低頻振蕩時(shí)，將相應(yīng)的低頻振蕩的信息通過(guò)分析結(jié)果幀上送至WAMS主站21;當(dāng)所述超過(guò)閾值規(guī)定的低頻振蕩的幅值減弱至閾值以下并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間段后，上送振蕩消失的信息至WAMS主站21。在上述兩個(gè)時(shí)刻之間，按照主站指定的振蕩周期間隔(不一定為整倍數(shù)周期)上送實(shí)時(shí)檢測(cè)得到的振蕩參數(shù)值。所述分析結(jié)果幀包括超過(guò)閾值規(guī)定的低頻振蕩ID、所述振蕩對(duì)應(yīng)的PMU量測(cè)量ID、所述低頻^振蕩的頻率、幅值、相位、阻尼、時(shí)間信息等。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，本發(fā)明所述系統(tǒng)在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的命令幀中增加關(guān)于分析配置幀、分析結(jié)果幀操作的命令定義。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表2參見(jiàn)表3,為命令幀結(jié)構(gòu)表。在所述命令幀的Bits2-4中的Bitsl2-10定義關(guān)于分析結(jié)果幀和分析配置幀的操作命令。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表3本發(fā)明還提供了一種基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置。參照?qǐng)D4,為本發(fā)明所述基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)圖。所述相量測(cè)量裝置42包括GPS授時(shí)單元421、同步相量采集單元422、數(shù)據(jù)集中處理單元423、以及頻譜分析單元424與低頻振蕩檢測(cè)單元425。所述頻譜分析單元424用于根據(jù)接收到的待檢量測(cè)信息、結(jié)合同步相量采集單元獲取的各量測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)各量測(cè)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)頻譜分析，獲取各量測(cè)對(duì)應(yīng)低頻振蕩的參數(shù)值；所述低頻振蕩檢測(cè)單元425用于根據(jù)各量測(cè)對(duì)應(yīng)的低頻振蕩的參數(shù)值、結(jié)合接收到的低頻振蕩各參數(shù)的閾值，判斷是否存在超過(guò)閾值的低頻振蕩，如果有，獲取所述超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)并發(fā)送。所述低頻振蕩參數(shù)包括低頻振蕩的ID、振蕩對(duì)應(yīng)量測(cè)量ID、振蕩的頻率、幅值、相位、阻尼比、時(shí)間信息。當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元425檢測(cè)到所述超過(guò)闊值的低頻振蕩的幅值減弱到閾值以下、并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間段后，發(fā)送振蕩消失信息。當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元425檢測(cè)到某個(gè)量測(cè)具有至少兩個(gè)振蕩模式的超過(guò)閾值的低頻振蕩時(shí)，將每一個(gè)振蕩模式作為一個(gè)獨(dú)立的振蕩發(fā)送。所述裝置42還包括子站告警單元426;所述子站告警單元426用于才艮據(jù)低頻振蕩參數(shù)值，確定存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩時(shí)，發(fā)送低頻振蕩告警。本發(fā)明所述用于廣域測(cè)量的相量測(cè)量裝置與前面所述廣域測(cè)量系統(tǒng)中各PMU子站中包含的相量測(cè)量裝置功能相同。本發(fā)明所述相量測(cè)量裝置中增加了頻譜分析單元和低頻振蕩^r測(cè)單元，能夠?qū)Σ杉玫降母髁繙y(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就地進(jìn)行頻譜分析和振蕩檢測(cè)，獲取檢測(cè)結(jié)果即超過(guò)閾值的低頻振蕩對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)。將所述相量測(cè)量裝置用于廣域測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，能夠?qū)⒌皖l振蕩4全測(cè)和分析中計(jì)算量最大的部分，即各PMU量測(cè)量的頻譜分析分散到各相量測(cè)量裝置中進(jìn)行分布式計(jì)算，此時(shí)WAMS主站只負(fù)責(zé)對(duì)各PMU子站檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行綜合分析,獲取低頻振蕩在全網(wǎng)范圍內(nèi)的振蕩模態(tài)，從而大大降低了主站的計(jì)算量，實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)時(shí)快速低頻振蕩檢測(cè)和分析。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種廣域測(cè)量系統(tǒng)及用于廣域測(cè)量的相量測(cè)量裝了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。1權(quán)利要求1、一種基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置應(yīng)用的廣域測(cè)量系統(tǒng)，包括WAMS主站、PMU子站、以及電力數(shù)據(jù)網(wǎng)，所述PMU子站包括GPS授時(shí)單元、同步相量采集單元、以及數(shù)據(jù)集中處理單元，其特征在于，所述WAMS主站用于向各PMU子站發(fā)送量測(cè)配置信息、待檢量測(cè)信息、以及低頻振蕩各參數(shù)的閾值，并接收各PMU子站返回的超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)的參數(shù)，進(jìn)行綜合分析，獲取全局振蕩模態(tài)信息；所述PMU子站還包括頻譜分析單元與低頻振蕩檢測(cè)單元；所述頻譜分析單元用于根據(jù)WAMS主站發(fā)送的待檢量測(cè)信息、結(jié)合同步相量采集單元獲取的各量測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)各量測(cè)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)頻譜分析，獲取各量測(cè)對(duì)應(yīng)低頻振蕩的參數(shù)值；所述低頻振蕩檢測(cè)單元用于根據(jù)各量測(cè)對(duì)應(yīng)的低頻振蕩的參數(shù)值、結(jié)合WAMS主站發(fā)送的低頻振蕩各參數(shù)的閾值，判斷是否存在超過(guò)閾值的低頻振蕩，如果有，將所述超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)返回WAMS主站。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述WAMS主站通過(guò)分析配置幀向各PMU子站發(fā)送待檢量測(cè)信息、以及低頻振蕩各參數(shù)的閾值。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析配置幀包括分析類(lèi)型、低頻振蕩檢測(cè)方法、低頻振蕩檢測(cè)頻率閾值、功率賦值閾值、頻率幅值閾值、阻尼比閾值、持續(xù)周期閾值。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PMU子站通過(guò)分析結(jié)果幀將超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)返回WAMS主站。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析結(jié)果幀包括超過(guò)閾值規(guī)定的低頻振蕩ID、所述振蕩對(duì)應(yīng)的PMU量測(cè)量ID、所述低頻振蕩的頻率、幅值、相位、阻尼、時(shí)間信息。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在WAMS主站的主站告警單元；所述主站告警單元用于才艮據(jù)綜合分析結(jié)果，確定存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩時(shí)，發(fā)送低頻振蕩告警。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括設(shè)置在各PMU子站的子站告警單元；所述子站告警單元用于根據(jù)低頻振蕩參數(shù)值，確定存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩時(shí)，發(fā)送低頻振蕩告警。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元檢測(cè)到所述超過(guò)閾值的低頻振蕩的幅值減弱到閾值以下、并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間段后，向WAMS主站發(fā)送振蕩消失信息。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元檢測(cè)到一個(gè)量測(cè)具有至少兩個(gè)振蕩模式超過(guò)閾值的低頻振蕩時(shí)，將每一個(gè)振蕩模式作為一個(gè)獨(dú)立的低頻振蕩上報(bào)至WAMS主站。10、一種基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置，所述裝置包括GPS授時(shí)單元、同步相量采集單元、以及數(shù)據(jù)集中處理單元，其特征在于，所述裝置還包括頻譜分析單元與低頻振蕩檢測(cè)單元；所述頻譜分析單元用于根據(jù)接收到的待檢量測(cè)信息、結(jié)合同步相量采集單元獲取的各量測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)各量測(cè)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)頻譜分析，獲取各量測(cè)對(duì)應(yīng)低頻振蕩的參數(shù)值；所述低頻振蕩檢測(cè)單元用于根據(jù)各量測(cè)對(duì)應(yīng)的低頻振蕩的參數(shù)值、結(jié)合接收到的低頻振蕩各參數(shù)的闊值，判斷是否存在超過(guò)閾值的低頻振蕩，如果有，獲取所述超過(guò)閾值的低頻振蕩對(duì)應(yīng)的振蕩參數(shù)并發(fā)送。11、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，所述低頻振蕩參數(shù)包括低頻振蕩的ID、振蕩對(duì)應(yīng)量測(cè)量ID、振蕩的頻率、幅值、相位、阻尼比、時(shí)間信息。12、根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所迷低頻振蕩檢測(cè)單元檢測(cè)到所述超過(guò)閾值的低頻振蕩的幅值減弱到閾值以下、并持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間段后，發(fā)送振蕩消失信息。13、根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述低頻振蕩檢測(cè)單元檢測(cè)到一個(gè)量測(cè)具有至少兩個(gè)超過(guò)閾值的低頻振蕩模式時(shí)，將所述量測(cè)每一個(gè)振蕩模式的低頻振蕩作為一個(gè)獨(dú)立的振蕩發(fā)送。14、根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括子站告警單元；所述子站告警單元才艮據(jù)就地低頻振蕩信息進(jìn)行判斷，當(dāng)確定存在威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定的低頻振蕩時(shí)，向就地工作站發(fā)送低頻振蕩告警。全文摘要本發(fā)明具體公開(kāi)了一種基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置應(yīng)用的廣域測(cè)量系統(tǒng)，包括WAMS主站、PMU子站、以及電力數(shù)據(jù)網(wǎng)，所述PMU子站包括GPS授時(shí)單元、同步相量采集單元、以及數(shù)據(jù)集中處理單元，所述WAMS主站用于向各PMU子站發(fā)送量測(cè)配置信息、待檢量測(cè)信息、以及低頻振蕩各參數(shù)的閾值，并接收各PMU子站返回的超過(guò)閾值的低頻振蕩量測(cè)的參數(shù)，進(jìn)行綜合分析，獲取全局振蕩模態(tài)信息；所述PMU子站還包括頻譜分析單元與低頻振蕩檢測(cè)單元。本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于就地頻譜分析的相量測(cè)量裝置。采用本發(fā)明所述系統(tǒng)及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)時(shí)快速低頻振蕩檢測(cè)和分析。文檔編號(hào)G01R31/00GK101458286SQ20081024113公開(kāi)日2009年6月17日申請(qǐng)日期2008年12月30日優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日發(fā)明者剛段,王振華,王永福,石俊杰,肖曉春,博袁,辛耀中,陶洪鑄申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司;北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司