[发明专利]一种仿真试验平台及相量测量单元的误差测算方法

说明书

本发明公开了一种仿真试验平台，包括大电网仿真模块、通信模块以及测量模块；大电网仿真模块用于实时进行电网的机电暂态仿真，以获得电压和电流的同步向量作为真实值；通信模块用于将大电网仿真单元所获得的电压和电流的同步向量传送给测量模块；测量模块用于对通信模块所传送来的电压和电流的同步向量进行同步向量测量，以把同步相量测量得到的结果作为测量值。本发明利用电网仿真实验平台得到相量测量单元六组量测的时域误差曲线，并计算得到相应误差的均值、标准差以及误差的概率密度函数，最后通过时频域变换，得到六组量测误差的频谱分布，由此更好地实现相量测量单元误差的度量，同时对基于类噪声数据的分析提供较好的指导。

技术领域

本发明属于电力系统同步相量测量技术领域，具体涉及一种仿真试验平台及相量测量单元的误差测算方法。

背景技术

大扰动数据和类噪声数据是电力系统分析的重要数据来源，通常情况下，大扰动发生后，电力系统的电压至少跌落10％的幅值，而相量测量单元的量测误差最多也不会超过2‰，这样悬殊的幅值差异使得大扰动后的量测数据不会受到量测误差太大的影响。然而，电力系统正常运行时的类噪声数据的幅值一般在2％左右，这与相量测量单元的量测误差幅值2‰相比就非常接近了，因此很有必要对相量测量单元的量测误差进行测算，这对基于类噪声数据的分析具有重要的价值。

目前的国家标准与IEEE标准中，对相量测量单元量测误差水平的约束主要通过限制最大的误差值来进行。然而，在满足相同的最大误差值的条件下，量测误差的其他性质可能是非常不同的。按照误差分析理论，一般区分为系统误差与随机误差。系统误差是指“在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差”。随机误差是指“测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差”。通过上面的定义可以看出，系统误差与随机误差具有着截然不同的性质。因此，对相量测量单元误差水平的传统测算方法存在较大的不确定性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种仿真试验平台及相量测量单元的误差测算方法，以更加科学地实现对相量测量单元量测误差的度量。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种仿真试验平台，其特征在于，所述仿真试验平台包括大电网仿真模块、通信模块以及测量模块；其中，

大电网仿真模块用于实时进行电网的机电暂态仿真，以获得电压和电流的同步向量作为真实值；

通信模块用于将大电网仿真单元所获得的电压和电流的同步向量传送给测量模块；

测量模块用于对通信模块所传送来的电压和电流的同步向量进行同步向量测量，以把同步相量测量得到的结果作为测量值。

所述的仿真试验平台还包括

量测误差值计算模块，其用于根据测量值和真实值来计算得到量测误差值，量测误差值为测量值与真实值之差。

上述的电压和电流的同步向量为数字信号形式，电压和电流的同步向量包括：电压幅值、电压相角、电流幅值和电流相角。

所述测量模块包括数模转换器、功率放大器以及相量测量单元；数模转换器用于将通信模块输出的数字信号转换成模拟信号，该模拟信号经过功率放大器输出，以模拟电网中的电压互感器和电流互感器二次侧的测量值，相量测量单元用于对功率放大器输出的测量值进行同步向量测量，以把同步相量测量得到的结果作为测量值。

所述的仿真试验平台还包括

有功功率测量误差值计算模块，其用于根据测量值和真实值并通过有功功率计算公式计算得到有功功率的测量值与真实值，有功功率的测量值与相应真实值之差即为有功功率测量误差值。

所述的仿真试验平台还包括