ATM技术和以太网共同效力于电网运行状态实时监测

　　0 引言

　　随着我国电网互联步伐的加快，构建全局电网实时监控与管理系统是提高电网调度水平的有效手段。为了对电力系统进行实时控制，系统必须在30ms～50ms 内完成相角测量装置(PMU)数据的测量和传输工作，全部控制动作的完成周期必须严格限制在3个～5个周期内。在国内现有的稳定监测系统中，全部是利用 RTU或Modem的方式进行的。这类通信方式有如下缺点：①通信时延大;②通信过程中误码率较高，数据容量有限，使得系统规模只能被控制在有限的范围内。所以，研究基于Internet技术的网络通信模式，保证系统在规模扩大以后数据传输的实时性，具有一定的工程意义[1,2] 。

　　1 系统结构

　　全局的电网实时监控与管理系统的核心为：利用GPS提供的精确的全网同步时钟，同步测量各地厂站的运行参数，如相角、电压、电流、有功及无功等。以上述测量数据为基础，一方面，可以就地监视当地厂站的运行状态，记录运行参数，对相关设备进行在线故障诊断与保护，为故障后的事故分析提供详实的技术数据;另一 方面，通过高效的通信网络，将各地的测量数据实时传输到控制中心(如省调)，使得电力管理部门在统一的时间坐标上对各地的在线测量结果进行分析，监视全网的运行状态，计算稳定裕度，生成控制策略表，并对系统未来的稳定性进行预测，在正常状态下根据实际的供用电需求进行市场化的合理调度，在扰动出现时能从全 网的角度出发对系统进行控制。PMU数据通信系统结构如图1所示。

　　为实现上述功能，系统由两个部分组成：位于发电厂或变电站侧的子站和位于调度控制中心的主站。主站与子站之间采用星形拓扑结构相连，在客户/服务器的模式下工作。

　　2 广域的PMU

　　母线电压相角测量方法从原理上基本可分为两大类：过零检测法和傅里叶变换法。傅里叶变换法的测量精度优于过零检测法，但它需要的数据采样点远多于后者，且还要经过系列的运算才能得到最终结果，在耗费CPU资源的同时，还将影响CPU的响应时间;为保证对系统状态进行实时监视，建议选用过零检测法。但如果需要得到详细的有关发电机运行状态的信息，则应选用傅里叶变换法。

　　过零检测法的原理是;利用GPS提供的秒脉冲信号，对测量装置中的本机晶振信号进行同步，建立标准的50Hz信号。在CPU内，对过零点打上时间标签，并 求出其相对于标准50Hz信号的角度。在图2中，第j个测量点过零时刻分别为ti，ti+1则在ti时刻， 相对于标准50Hz信号过零时刻20ims的角度为：

　　式中：j表示第j个测量点;δio表示ti时刻参考站测点相对于20ims的角度，ti的 单位为μs。