标准规范下载简介

Q／GDW 10131-2017 电力系统实时动态监测系统技术规范.pdf

附录C （资料性附录） 同步相量定义及算法模型

日步相量测量是利用高精度 ，通过 言系统传送到电网的控制中心或保护、控制器中 交流电力系统的电压、电流信号可以使用 量由两部分组成，即幅值X（有效值）和相 角Φ，用直角坐标则表示为实部和虚部。所以相量测量就必须同时测量幅值和相角。幅值可以用交流电 玉电流表测量：而相角的大小取决于时间参考点，同 个信号在不同的时间参考点下，其相角值是不同 的。所以，在进行系统相量测量时，必须有一个统一的时间参考点，高精度的同步时钟就提供了一个这 样的参考点。任意两个相量在统一时间参考点下测得的两个相角的“差”即为两地功角，这就是相量测 量的基本原理。 在额定频率Jo下，正弦信号按式（C.1）表示。

DB3301／T 0219-2018 国际化社区评价规范.pdfx(t)=/2X cosQnft +d)

X=Xcosp+jx sing=X,+j

X=Xcos+jXsin=X,+jx

图C.2相角0度定义

当相量幅值不变时，相量的相位与模拟信号的频率应按式（C.4）表示。

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信号的频率应按式（C.4）表示 dt

即相量的频率等于50Hz时，相量的角度不变：当相量的频率大于50Hz时，相量的角度逐渐增大 当相量的频率小于50Hz时，相量的角度逐渐减小。其物理意义是：以额定频率构造旋转坐标系，定义 离额定频率的程度。

C.2同步相量算法模型

IEEEC37.118给出了PMU测量基本算法的推荐模型， ，如图C.4所示。同步相量计算需要经过模 拟低通滤波、同步采样、DFT计算、数字滤波等环节，完成相量采集：

图C.4常规采样PMU相量信号处理模型

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V2 X(i) > x(i+k)W, Gain k=0 Zw Gain=

Gain一一增益 N 采样点数； 相量计算位置： 一采样位置： W 一第k个采样点的权重系数。 基波功率计算方法。PMU的基波功率计算方法宜采用补偿后的相量进行计算。采用傅氏算法 计算出电流和电压的基波相量后，利用功率定义计算功率按式（C.9)、（C.10）表示。

C.3相量算法参考模型的权衡

PMU的设计者及使用者需要考虑影响相量、频率、频率变化率的三种相互关联的因素。这三种影 响因素，描述如下： a）噪声抑制能力，例如谐波，间谐波（带外信号），输入信号中的调制成分。 b）相量计算中频率及频率变化率计算的时标对齐。 c）报告时延（PMU计算完成到准备传输的时延） PMU参考模型是使得相量、频率、频率变化率计算拥有相对较短的报告时延及较好的时标对齐性 能。较好的对齐性能及较短的时延是牺牲了部分抗干扰能力换来的。该参考模型是为了核实PMU的性 能范围，便于相对简单的理解及实施，同时为实际PMU留有一定裕度，而非试图去闸述理想解决方案。

B.3.2相量、频率及频率变化率的响应时间及测量

及相频响应影响。特别指出的是，应对超出奈奎斯特频率（上送频率的一半）的频率成分进行衰减处理 图C.5所示的是参考滤波器的幅频响应，上送频率Fs=60fpS，采样频率为960Hz。超出奈奎斯特采 样频率（30Hz）部分的衰减大于20dB

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图C.5滤波器的幅频响应曲线

例如，电压信号由基波及二次谐波成分组成 二次谐波将转换成为两 种频率分量，60Hz及180Hz，这两个分量都高于奈奎斯特采样频率。 二次谐波对同步相量、频率及频 率变化率的影响取决于参考滤波器对这两个频率分量的衰减性能：衰减越高，测量精度越高。相同的理 论可用于任何非基频成份。 模型中参考滤波器的设计是为了使同步相量测量同时具备快速性（Fs为60fps时，10%幅值阶跃响 应时间为65ms）及精确性。为了获得更准确的频率及频率变化率，可增加高于奎斯特采样频率部分的 衰减水平，其代价是使得同步相量测量的响应时间变慢

根据采样定理，在PMU装置中， 波器起到至关重要的作用，必须将二分之一倍 采样频率以上的高频分量彻底滤除才有可能获得准确的测量结果，否则将发生频率混叠现象，导致PMU 可能误判系统发生低频振荡或次/超同步振荡 典型模拟低通滤波器的幅频特性如图C.6所示，该滤波器为二阶RC滤波器，截止频率为451Hz 该模拟低通滤波器的23次谐波幅值还残留有30%左右，如果PMU采用1.2kHz的采样率且无相应数字 底通滤波器，那么该PMU计算得到的基波相量将会发生频率混叠，特别是在直流换流站和新能源发电 汇集站，此类现象比较明显。建议采样率不低于2kHz。当采样率低于4kHz时，应避免采用12次谐波 整数倍的采样频率

B.4.2数字低通滤波器

图C.6模拟低通滤波器的幅频特性

为了满足PMU装置的基波相量测量精度，建议数字低通滤波器的要求如下（F,为同步相量测量装 置上送频率，f为相量频率），数字滤波器典型参数如图C.7所示： F a）阻带（f> ）衰减不低于40dB； 2 b）通带（f<10Hz）衰减不高于3dB

图C.7数字滤波器典型参数

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越线定值参数定义如表D.5所示

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一个同步相量测量装置物理设备，建模为一个ED对象，基于采样数据，实现同步相量的计算 发布，如图E.1。该对象是一个容器，包含server对象，server对象中包含的逻辑设备对象主要有LL CTRL，PIGO和PISV

图E.1同步相量测量装量

1同步相量测量装置模型

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E.1.2相量数据集中器建模

相量数据集中器的建模方式如图E.2.

图E.2相量数据集中器模型

表E.2相量数据集中器模型

逻辑节点：LLNO模型如表E.3所示；GGIO模型如表E.4所示；对时异常自检LTSM模型如表E.5所示 光强监视SCLI模型如表E.6所示；电源电压监视SPVT模型如表E.7所示；装置温度监视STMP模型如表 E.8所示：TVTR模型如表E.9所示：TCTR模型如表E.10所示。

表E3逻辑节点：LLNO

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表E.4逻辑节点：GGIO

表E.5逻辑节点：LTSM

表E.6逻辑节点：SCL

表E.7逻辑节点：SPVT

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表E.8逻辑节点：STMP

表E.9逻辑节点：TVTR

表E.10逻辑节点：TCTR

告警的动作和返回信息作为同一个点的合、分状态发送。

模型文件中提供版本信息，在IED元素的Type属性填写设备类型属性值、在ConfigVersion属性 写配置版本属性值。ICD文件中包含中文的“desc”描述和dU属性，供配置工具和客户端软件离线 在线获取数据描述。

模型文件中提供版本信息，在IED元素的Type属性填写设备类型属性值、在ConfigVersi 写配置版本属性值。ICD文件中包含中文的“desc”描述和dU属性，供配置工具和客户端软 在线获取数据描述。

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F.1离线数据传输命令顿命令说明

离线数据传输命令顿命令

F.2扩展的命令参数字段定义

表F.2命令参数字段扩展说明

F.3主站召唤连续录波说明

电力系统实时动态监测系统技术规范

编制主要原则· 与其他标准文件的关系 主要工作过程 标准结构和内容 条文说明

每制背 偏制主要原则· 52 与其他标准文件的关系 .52 主要工作过程. ·52 标准结构和内容 圣文说明

本标准依据《国家电网公司关于下达2016年度公司第2批技术标准制修订计划的通知》（国家电网 科（2016）598号文）的要求编写。 本标准依据国调中心关于同步相量测量装置“四统一四规范”的工作要求修订。 本标准修订背景是现有标准缺乏对同步相量测量装置的外观接口、信息模型、通信服务、人机交互 方式、参数配置、程序版本管理等方面做出统一规范，导致现场运行的不同厂家之间同步相量测量装置 差异性较大，不利于现场运维。本标准修订主要目的是为了规范同步相量测量装置、相量数据集中器的 外观接口、信息模型、通信服务、人机交互方式、参数配置、程序版本管理，以便利于现场运维管理

本标准依据以下原则编制： 按照《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》（GB/T1.1一2009）、《国家电网公司 技术标准管理办法》（国家电网企管（2014）455号）和《电力企业标准编制规则》（DL/T800 一2001）的有关要求，开展本标准的制定工作； 6 先进性原则，标准内容充分吸收借鉴国内外相关领域应用的前沿技术、先进标准，本标准在编 制过程中充分考虑兼容性GB5768.2标准下载，不与已有的国家标准、行业标准和企业标准发生冲突： 成熟性原则，标准内容充分反映公司系统智能变电站网络交换机领域已经获得广泛应用和实用 的技术及成果。

际准与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。 本标准不涉及专利、软件著作权等知识产权使用问题

2015年1月，自动化设备标准化项目启动。 2015年4月3日，根据标准化工作计划安排，成立了标准编写组。 2015年6月2日，完成规范初稿的编写工作，并发到北京四方、国电南自、许继电气、南瑞科技、 南瑞继保、南瑞北京监控中心、长园深瑞、东方电子、积成电子、东大金智、山大电力、南京银山、江 苏华瑞泰等主要制造厂商，征求修改意见， 2015年6月25～26日，组织国网华中分部、重庆市调、主要制造厂商召开初稿讨论会，会上吸取 了有关专家的意见，对标准的适用范围、技术要求、外观接口、人机接口等部分进行了修改，形成了征 求意见稿，并发到主要制造厂商及用户单位，征求修改意见。 2015年7月8～9日，组织国调中心、重庆市调、上海市调、浙江省调、中国电科院、国网电科 院、北京四方、国电南自、许继电气等单位召开征求意见稿修改讨论会议，对标准的技术要求、告警节 点、液晶菜单界面、组屏原则等部分进行了修改，并通过发征求意见函的方式继续在国网公司范围内征 求意见。 2015年7月20日，根据返回意见修改，形成送审稿初稿。 2015年10月21日，组织重庆市调、北京四方、国电南自、许继电气、南瑞科技、长园深瑞、南 瑞北京监控、积成电子和东方电子等单位对规范送审稿初稿进行逐条审读、讨论与修改，并就样机试制 工作进行安排。在送审稿中增加了就地低频振荡监测和次/超同步振荡监测功能要求；由于暂时还未有 经过验证的技术实施方案，待厂家通过项目验证监测方案成熟后，再补充详细方案与参数要求，作为检 测依据。 2016年1月11日，组织重庆市调、北京四方、国电南自、许继电气、南瑞科技、南瑞继保、长园 深瑞、南瑞北京监控等单位对标准进行了修编，增加了低频振荡监测要求、次/超同步振荡监测要求、 几余组网要求等内容，并在附录给出了PMU基波相量算法模型及次/超同步振荡算法模型。 2016年3月15日，组织重庆市调、北京四方、国电南自、许继电气、南瑞科技、南瑞继保、长园

深瑞、南瑞北京监控等单位对标准再次进行详细讨论，增加了谐波抑制要求，对低频振荡、次/超同步 振荡、穴余组网的要求做了进一步细化，并在附录增加了典型滤波器设计要求和次/超同步振荡测量量 命名规范。 2016年9月1日，组织重庆市调、中国电科院、北京四方、国电南自、许继电气、南瑞科技、南 瑞继保等单位召开试验样机评审总结会，并对标准进行了修编，将数据集中器命名规范为相量数据集中 器，增加数据存储功能要求，相量单元增加1PPS输出接口要求。 2017年4月1213日，组织重庆市调、中国电科院、北京四方、国电南自、许继电气等单位召开 企标修订讨论会，形成企标初稿，在主流制造厂商范围内征求修改意见。 2017年6月7～9日，组织国调中心、重庆市调、中国电科院、新疆省调、安徽省调、北京四方 国电南自、许继电气、南瑞科技、南瑞继保、长园深瑞等单位召开企标初稿讨论会，对收集到的72条 意见遂条评审，完善相关内容，标准形成征求意见稿。 2017年9月至10月，由国调中心发文对标准进行广泛征求意见，根据各网省公司、中国电科院及 制造厂商返回的意见对标准进行了修改，标准形成送审稿。 2017年11月21日，公司运行与控制技术标准工作组在北京组织召开了送审会，与会专家对标准 的细节进行了讨论，对段落的内容进行了细化和完善，针对格式中存在的问题进行了修改，会议审查结 论为：专家组一致同意修改后报批。 2017年11月25日，依据专家意见修改，形成报批稿。

本标准代替Q/GDW1131一2014，与Q/GDW1131一2014相比，主要技术性差异如下： 增加了低频振荡、次/超同步振荡的技术及性能要求： 增加了闽秒处理要求； 增加了余组网要求； 增加了软件版本和建模要求； 增加了人机界面、结构及外观、装置接口等外部要求。 原标准起草单位：中国电力科学研究院、华北电力设计院工程有限公司、华北电力大学、北京四方 继保自动化股份有限公司、国家电网网公司华东分部、国网浙江省电力公司、国网安徽省电力公司。 原标准主要起草人：李强、严亚勤、李劲松、张道农、毕天姝、王兆家、蒋宜国、杨文平、谢晓冬 吴京涛、李国栋、杜奇伟、张涛、沈力、王英涛、肖普宇、何江、刘灏、许智、岑宗浩、胡炯、黄少雄 本标准按照《国家电网公司技术标准管理办法》（国家电网企管（2014）455号文）的要求编写。 本标准的主要结构和内容如下： 本标准主题章分为6章，由总体要求、同步相量测量装置技术要求、相量数据集中器技术要求、主 站系统要求、主子站之间通信要求、动态数据记录格式要求组成。第5章规定了本标准的总体要求，第 5章规定了同步相量测量装置的技术要求，第7章规定了相量数据集中器的技术要求，第8章规定了主

本标准第1章中，考虑到现有常规变电站改造及新 角定本标准既适用于数字式采样同步相量测量装置2018甬DX-08 宁波市房屋安全鉴定技术导则， 也适用于常规模拟量采样的同步相量测量装置 本标准第6.1章中，典型配置是最低要求，实际装置配置可高于本章要求