基于同步相量测量装置的广域测量系统的研究及应用是当前电力系统自动化领域的前沿课题,它对于提高电力系统的安全稳定运行水平具有重要意义。作为广域测量系统的基本单元,同步相量测量装置能够提供带高精度时间标签的电力系统相量数据,实现在同一时间坐标系下对系统动态特性的观察,为预测可能出现的系统失稳或崩溃,进而采取相应控制措施建立了基础。本文针对当前同步相量测量装置的关键技术,开展了研究工作。 文章首先阐述了同步相量测量技术的基本原理及国内外发展状况,并根据该领域的研究及应用情况,分析了同步相量测量装置的关键技术。 针对全球定位系统的秒脉冲受天气,故障及其它因素影响而失效问题,为提高PMU工作的可靠性,利用数字锁相环技术,采用复杂可编程逻辑器件设计了一个高精度的同步相量测量装置守时钟;GPS信号正常时,守时钟跟踪输入的秒脉冲;秒脉冲失效时,守时钟则提供一定误差范围内与秒脉冲同步的替代信号,并分析了其性能,通过仿真和实验进行了验证。 根据同步相量测量的数据同步要求,分析了基于DFT的相量测量改进算法的适用性;在此基础上提出了一种通过修正采样序列达到同步采样的同步相量测量新算法,仿真结果表明该算法具有高精度、计算量小等特点,能够满足同步相量测量对精度及实时性的要求。 针对同步相量测量数据的数据质量评估问题,在参考相关文献的基础上,提出了一种根据被测信号与测量结果之间的拟合程度对测量结果的数据质量进行评估的方法,并给出了相应递推算法及实例仿真。 最后,本文对同步相量测量的数据特点及通信结构进行了分析,采用工业级网络控制器CS8900设计并实现了同步相量测量装置的以太网通信硬件接口,对该硬件电路进行了功能测试。