PMU(同步相量測量裝置)的檢測技術 及誤差處理措施分析

摘要：同步相量測量裝置是一種新型檢測技術，其可以對動態變化的數據參量進行跟蹤測量，與傳統測量方法不同，同步相量檢測是建立在新統計原理下的數據處理方法。從概率統計上看，任何數據都存在一定的不可用性，如果數據呈現多種誤差現象，則數據所表現的動態變化信息將會干擾技術人員核算、處理工作?；诖?，文章將結合PMU檢測、誤差處理內容，對其技術措施的應用重點和難點進行系統分析。

關鍵詞：PMU（同步相量測量裝置）；檢測技術；誤差處理；措施分析

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）15-0090-01

為加強數據對電力系統的動態監測和控制，很多發電廠都會選擇安裝PMU裝置，創建自身的動態監測系統，在這個系統下，發電廠的工作人員可以實時搜集到電力系統中各運行設備的動態，保證其能夠安全、穩定的運行。

1PMU裝置

1.1PMU裝置功能簡述

PMU是承載一個運行系統在動態環境下的監測、控制工作的核心裝置，其不僅可以準確探測、搜集到每個運營設備的數據信息，還能第一時間將這些信息匯總，輸入到數據庫中，運用強大的數據處理功能和快捷的通訊能力，將數據傳導到人機界面上，供工作人員參考處理。

1.2PMU裝置工作原理分析

PMU裝置能進行動態測量工作，在高速監測環境下，數據采樣儀器和交流采樣裝置協同運作，在保持高準確度測量效果的同時，增強信息的交互性運用。PMU是以絕對電量和絕對相位角為坐標，電流信號、相量數據、電壓信號等多種測量參量為依據的數據處理系統。信號可以同步完成多個信號的交流工作，誤差在1μs之內。同時，每個相量數據還會根據調度中心的控制決策，進行電氣量分析。如果電力系統的電網層出現斷流現象，則該電網的動態變化特征將會以動態數據的形式表現出來。

2PMU裝置與傳統測量方式的差異

20世紀80~90年代，隨著電力系統的供電規模逐漸擴大，電力交流和傳送裝置咋檢測方法、運行模式、管理制度等方面都發生了很大的變化。在此基礎上，傳統系統設計人員通常會選擇直接獲取模型參量，通過人工處理的方式，比較數據，分析數據內容。PMU裝置則不同，為滿足更小波動環境下的數據監測和測量工作，監測裝置必須達到短時間內滿足測量誤差要求，分析變化數據的變動范圍。由此可見，PMU裝置與傳統測量方式在數據獲取路徑、數據分析方法、監測效果、信息交流等方面都各有不同，具體數據見表1。

總結上文數據，PMU裝置在測量動態數據方面有很大的優勢，無論是信號頻率、幅度誤差、相位誤差都要遠遠低于傳統測量方法。搜索到的周波采樣數據，是25次/s的動態數據，其測量準確度非常高，可以滿足PMU裝置中同步相量測量精度要求。同時，還能保證如果電力系統的電量信號發生規律性偏移，則數據測量系統可以準確的在誤差分布狀態圖中標明出現數據變化現象的位置。

3PMU裝置概率統計方式和精度測量分析

3.1平均誤差值測量

由于PMU裝置對電力系統各檢測對象的有效監控效果不同，所以通常情況下，參照對象都屬于被檢測對象，其位置、相量變化范圍、監控間歇區段都需要嚴格控制，不能超出規定界限。一個檢測設備會配備兩個數據監測儀器，兩個樣本結果并不一致，其監控誤差可以用e0表示，PMU裝置中的各相量誤差是隨機變化的，真實分析誤差可以用μe表示。為保證PMU的數據處理系統可以得到最佳估算值，系統會對監測數據進行自動算法處理，計算公式如下：

e=（e1+e2+……+en+……+eN）

式中，如果N趨近于無窮大的話，e的測量誤差會無限接近于真實值。所以，平均誤差e是體現PMU裝置數據處理功能的有效測量誤差。

3.2動態測量特性

PMU裝置對動態數據的測量特性是存在一定變化因素的，即使誤差分布不變，真實值和測量值依舊存在微小誤差。因此，為縮小這一部分“偏差”，管理人員必須依照動態數據的正向分布特性，研究標準偏差在動態數據中的引導作用，并計算出標準偏差的真實值。計算公式如下：

σ=（en-e）2

式中，以標準偏差為核心的誤差范圍中，e值的大小表示測量誤差的彌散程度，e值越大，說明標準差σ的數值越小，監測到的誤差數據在正向分布圖中的曲線越尖銳。

綜上分析，標準偏差的誤差越大，說明測量出的數據在規定范圍內，其出現較大誤差概率越大。偏差小的話，說明出現誤差的概率越小。針對PMU裝置在數據誤差測算技術上的優勢，動態數據的較大誤差概率很少出現，一般都會將e控制在（e-a，e+a）之間。如果間隔范圍內動態數據無法滿足PMU裝置的測量等級，則檢測結果還應進行更深層次測算，要在統計概率的基礎上，對各級電流相量、電壓相量和絕對相量進行分級統計，并將統計結果引入計量模型中，以得到最標準的、最權威的測量結果。

4結語

通過上文對PMU同步相量測量裝置的工作原理、檢測技術、誤差處理方法的系統研究可知，從技術層面上看，PMU裝置對動態數據的控制能力和監測能力都很強，可以滿足數據處理需求和要求，為誤差估算工作、數據分析工作提供準確的數據支持。從誤差處理層面上看，PMU裝置具有一定的自我修改、自我約束能力，當誤差超過標準范圍，系統會自動更新動態信息，采用針對性數據監控處理方法，對問題數據進行進一步加工，以獲取最有價值的資源。

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