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东南大学成贤学院
毕业设计
(
论文
)
外文翻译
电气工程
系
电气工程及其自动化
专业
学生姓名：
李
岩
学
号：
201511333
设计地点：
东南大学成贤学院
指导教师：
顾
艳
有限广域监视保护和基于
MATLAB
中<
/p>
SIMULINK
的
PMU
模型的控制
巴基斯坦信
息技术学院电气工程学院电气工程系、巴基斯坦白瓦沙
NWFP
工程技术学院电气工程系、巴基
斯坦白沙瓦根特哈拉科学技术研究所电气工程系、阿伯塔
巴德哈扎拉大学
IT
学院
摘
要
电力系统监控
（功能）
和性能的巨大进步，
且在不增加传输资源的基础上负荷持续增长
致使世界范围内许多
电力系统的运营毛利率降低，
电力系统运行
（状态）
更接近其稳定极限，
电力转换（出现）新模式，所有这些情况，加之一方面
，世界范围内整个行业放松管制；另
一方面，
对更好而精确监控
网络的需求增加迫使电力企业面临压力要寻求广域电力监测、
保
护和控制的新方案。
广域监测、
保护和控制需与远程站交换具体
节点信息，
并且所有信息需
要同步来以此消除信息之间的时间差
，
这种方案能完整且同步获取电力系统信息。
传统系统
不能满足电力系统时间同步的需求，同步相量测量单位（
PMU
）能进行同步测量，并将局
部信息同步传输给远程站。
< br>
关键字：
广域监控；
保护和控制
（
WA
MPAC
）
；
相量测量单位
（
PMU
）
；
广域监控
（
W
AM
）
；
全球定位系统
（
GPS
）
；
广
域控制器
（
W
AC
）
；
局部控制器
（
LAC
）
；
相位角监控器
（
PAM
）
；
自动发生器控制（
AGC
）；断路器（
CB
）；电流互感器（
CTs
）；电压互感器（
PTs
）
1.
前言
电力系统不是单一的物体，
而是一个复杂的人造系统，
因此有很多问题存在，
然而它应
该能可靠并持续
没有任何中断地供给电力能源。
停电，
尤其是异常停电是一系列
相关联事件
的组合，即使是现代电力系统也很难解释这些事件。且这些事件占电力系统中
比例已不小，
有些时候这些小事件甚至会扩大直至影响全系统。
然而许多技术相继被研发出来使得电力系
统在受干扰期间仍能维持运行。
近期研发并被使用的技术是具有同步测量功能的
W
AM
PAC
。
这项技术能将选定区域的局部信息传动到远程站从而克
服干扰大量传播，
其采用的主要技
术
是一项最精确先进的
PMUs
，
PMU
s
能提供电流和电压的相量、相量频率、频率变化率，
所有这些信息与ＧＰＳ提供的通用时间高精度同步
,
< br>并且这项技术的运行环境保护区域大，
是以数学测量算法为基础；如只以固定参数
设置为基础，就很难设计保护或紧急控制方案。
随着科技进步，
同步信息需要的时间从分钟稳步降低到秒、毫秒、
到现在的微秒。
即使仅使
用
PMU
测量，
状态评估过程中极性和矩形评估值也不会混乱，
因为在传统状态评估时
PMU
会处理（这些数据）。例如：
PMU
的一个应用就是监测控制、警报控制和操作控制。
电脑、程式技术和ＧＰＳ信号等方面的进步使得
PMUs
< br>技术成为可能
,
。现今时代所有
测量设备、
测试都有高精度、
准确性的时间同步功能。
其它领域进步需与时间同步的进步相
匹配，<
/p>
以便获得潜在优势。其中实例如数据交流，
ＰＭＵ数据从远程传送
到中心设施，
交流
渠道变得更快更可靠。互感器（如光学互感器
）的重大进步对ＰＭＵ信号很重要。
另一领域
是开发应用程式方
面的进步，例如：操作运行
PMUs
输出的数据软件，如其它具
有先进性的
工具一样，一些学者、制造商、企业和顾问已经研发大量的方法、算法、系统
分析和研究以
应用
PMUs
,
只有受训者使用，
PMUs
才能更好发挥作用
。现今技术能将
PMU
信息传送到
偏远
地区控制中心并以图像模式呈现给操作者。
此论文中我们利用模型探讨具有进步意义的<
/p>
PMUs
技术。在
MATLAB
SIMULINK
环境下建立
PMU
模型，并将此模型安装于
SIMULINK
环境
下微型电力系统传输线两端。这些都是用来验证
PMU
测试值，
此应用主要用于电力系
统保护、监控机制。
此论文也探讨我们对此主题所做的相关研究。
图示
1
是传输线，
PMUs
安装于传输线两端，
PMUs
从
CT
（电流感应器）和
PT
（电压
感应器）获取数据，并发现
电流相量、电压相量、频率相量和频率变化率相量。这些相量根
据
GPS
时间同步，
并会被输出传送到局部
PDCs
（
配电控制）
，
然后进一步传送到上级
PDCs
，
上级
PDCs
将数据提供给数据服务器。
图
1
WAMPAC
框图
2.
同步相量测量单元（
PMU
）
电力系统中最
重要的测量设备就是
PMU
，
PMU<
/p>
在电力系统中（应用）能同步测量电压
相量和电流相量。
GPS
的商业化使相量测量单元商业化生产成为可能，这种
GPS
的时间脉
冲精确到
1
微秒并具有有序性。
PMU
被认为是未
来电力系统中最重要的测量设备，
因为
PMU
< br>能从电力系统网络广泛分散的站点同步测量到电压相量、电流相量，模拟和实际经验说明
< br>PMU
能改革电力系统的检测和控制方案。
此论文介绍
PMU
在
MA
TLAB
软件的模型，
将
PMU
整合到一个简单的系统。
并建立了
数字模型，在
SIMULINK
中的
MALTAB
模块进行模拟实验。
PMU
数学模型
以下数学模型用来计算电流的幅值、相角和电压的幅值、相角。
方程式如下：
真实计算部分：
现在：
将方程式（
2
）和（
3
）代入方程式（
1
）：
模拟部分：
将方程式（
5
）和（
6
）代入方程式（
4
），因此：
此数学模型分开计算模拟数据
和真实数据，从而计算幅值和相量。图
2
显示
< br>PMU
得到
的电流相量、电压相量、频率相量、频率变化
相量，并且与
GPS
时间同步。
PMU
能实现同
步测量（相位）角，这是
PM
U
重要优势。
图
2
PMU
的
Simulink
框图