Design and Implementation of Multi-functional Wide-frequency Measurement Device

Yanping WU; Jianguo YAO; Naichao CHANG; Qibing ZHANG; Chen FAN; Renhui DOU

doi:10.7500/AEPS20191126004

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Design and Implementation of Multi-functional Wide-frequency Measurement Device

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Design and Implementation of Multi-functional Wide-frequency Measurement Device
- Automation of Electric Power Systems Vol. 44, Issue 20, Pages: 136-141(2020)
- 作者机构：
  
  1.中国电力科学研究院有限公司（南京），江苏省南京市 210003
  2.国家电网有限公司国家电力调度控制中心，北京市 100031
  3.国网江苏省电力有限公司，江苏省南京市 210024
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  State Grid Corporation of China
- DOI：10.7500/AEPS20191126004
  CLC：
- Received：26 November 2019，
  
  Revised：2020-05-05，
  
  Published Online：17 July 2020，
  
  Published：25 October 2020
- 稿件说明：
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吴艳平,姚建国,常乃超等.多功能宽频测量装置的设计与实现[J].电力系统自动化,2020,44(20):136-141.

WU Yanping,YAO Jianguo,CHANG Naichao,et al.Design and Implementation of Multi-functional Wide-frequency Measurement Device[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(20):136-141.
吴艳平,姚建国,常乃超等.多功能宽频测量装置的设计与实现[J].电力系统自动化,2020,44(20):136-141. DOI： 10.7500/AEPS20191126004.

WU Yanping,YAO Jianguo,CHANG Naichao,et al.Design and Implementation of Multi-functional Wide-frequency Measurement Device[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(20):136-141. DOI： 10.7500/AEPS20191126004.

摘要

针对电力电子化电网电气量的宽频特征，设计了多功能宽频测量装置。基于高速同步采样优化，该装置集成宽频振荡检测、同步相量测量和宽频（间）谐波测量等功能。该装置综合运用暂态量、相量、有效值等算法模型，可提高对于不同信号结构宽频电气量的监测能力，兼顾平稳和非平稳工况，实现0~2 500 Hz范围内工频、非工频分量和振荡功率的全面检测，为宽频电气量的产生机理、传播路径、分析控制等研究提供针对性的数据。文中实现的多功能宽频测量装置已通过测试并试点应用。

Abstract

According to the wide-frequency characteristics of electric variables in the power electronized power grid

this paper designs a multi-functional wide-frequency measurement device. Based on high-speed synchronous sampling

the device is optimized to integrate such functions as wide-frequency oscillation detection

synchrophasor measurement and wide-frequency (inter)harmonics measurement. The algorithm models of transient variables

phasors and effective values are synthetically used to improve the monitoring and detection ability of wide-frequency electric variables with different signal structures. Considering both stable and non-stable conditions

the comprehensive detection of power frequency

non-power frequency components and oscillation power in the range of 0~2 500 Hz is realized

which provides targeted data for the research of generation mechanism

propagation path

analysis and control method of wide-frequency electric variables. The multi-functional wide-frequency measurement device realized in this paper has passed the test and been applied in pilot projects.

关键词

Keywords

references

谢小荣，刘华坤，贺静波，等 . 电力系统新型振荡问题浅析［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 10 ）： 2821 - 2828 .

XIE Xiaorong ， LIU Huakun ， HE Jingbo ， et al . On new oscillation issues of power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 10 ）： 2821 - 2828 .

樊陈，姚建国，常乃超，等 . 面向电力电子化电网的宽频测量技术探讨［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 1 - 10 .

FAN Chen ， YAO Jianguo ， CHANG Naichao ， et al . Discussion on wide-frequency measurement technology for power electronized power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 1 - 10 .

电力系统实时动态监测系统技术规范： Q/GDW 10131—2017 ［S］. 北京：国家电网有限公司， 2018 .

Technology specifications of power system real-time dynamic monitoring system ： Q/GDW 10131—2017 ［S］. Beijing ： State Grid Corporation of China ， 2018 .

变电站测控装置技术规范： Q/GDW 10427—2017 ［S］. 北京：国家电网有限公司， 2018 .

The technical specifications for measurement and control device in substation ： Q/GDW 10427—2017 ［S］. Beijing ： State Grid Corporation of China ， 2018 .

李明节 . 大规模特高压交直流混联电网特性分析与运行控制［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 4 ）： 985 - 991 .

LI Mingjie . Characteristic analysis and operational control of large-scale hybrid UHV AC/DC power grids ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 4 ）： 985 - 991 .

王茂海，齐霞 . 电力系统工频量测伪振荡现象的判别方法［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 3 ）： 705 - 712 .

WANG Maohai ， QI Xia . A method to identify pseudo-oscillation of phasor measurement in power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 3 ）： 705 - 712 .

张敏，沈健，侯明国，等 . 相量测量单元实现次同步振荡在线辨识和告警的探讨［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 16 ）： 143 - 146 .

ZHANG Min ， SHEN Jian ， HOU Mingguo ， et al . Discussion on on-line identification and warning of subsynchronous oscillation for phasor measuring unit ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 16 ）： 143 - 146 .

刘灏，李珏，毕天姝，等 . 基于PMU相量的次/超同步间谐波识别方法［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 10 ）： 3237 - 3245 .

LIU Hao ， LI Jue ， BI Tianshu ， et al . Subsynchronous and supersynchronous inter-harmonic identification method based on phasor measurements ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 10 ）： 3237 - 3245 .

刘革明，白杨，任祖怡，等 . 次同步振荡监测控制系统的研究与实现［J］. 电力系统保护与控制， 2018 ， 46 （ 2 ）： 131 - 136 .

LIU Geming ， BAI Yang ， REN Zuyi ， et al . Research and implementation on monitoring and controlling system of sub synchronous oscillation ［J］. Power System Protection and Control ， 2018 ， 46 （ 2 ）： 131 - 136 .

谢小荣，王银，刘华坤，等 . 电力系统次同步和超同步谐波相量的检测方法［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 21 ）： 189 - 194 .

XIE Xiaorong ， WANG Yin ， LIU Huakun ， et al . Detection method for sub-synchronous and super-synchronous harmonic phasors in power system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 21 ）： 189 - 194 .

王茂海，齐霞 . 电力系统次同步振荡分量的快速在线检测算法［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 18 ）： 149 - 154 .

WANG Maohai ， QI Xia . Fast online detection method for power system sub-synchronous oscillation components ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 18 ）： 149 - 154 .

刘灏，任小伟，田建南，等 . 基于K-ESPRIT的快速宽频测量方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 10 ）： 186 - 192 .

LIU Hao ， REN Xiaowei ， TIAN Jiannan ， et al . Fast wide-frequency measurement method based on Kurtosis-estimation of signal parameters via rotation invariance technique ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 10 ）： 186 - 192 .

AKAGI H ， WATANABE E H ， AREDES M . 瞬时功率理论及其在电力调节中的应用［M］. 北京：机械工业出版社， 2009 .

AKAGI H ， WATANABE E H ， AREDES M . Instantaneous power theory and applications to power conditioning ［M］. Beijing ： China Machine Press ， 2009 .

陈磊，王文婕，王茂海，等 . 利用暂态能量流的次同步强迫振荡扰动源定位及阻尼评估［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 19 ）： 1 - 8 .

CHEN Lei ， WANG Wenjie ， WANG Maohai ， et al . Disturbance source location of subsynchronous forced oscillation and damping evaluation using transient energy flow ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 19 ）： 1 - 8 .

PHADLE A G ， THORP J S . 广域同步相量测量技术及其应用［M］. 北京：中国电力出版社， 2014 .

PHADLE A G ， THORP J S . Synchronized phasor measurements and their applications ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2014 .

涂亚庆，杨辉跃，张海涛，等 . 复杂信号频率估计方法及应用［M］. 北京：国防工业出版社， 2016 .

TU Yaqing ， YANG Huiyue ， ZHANG Haitao ， et al . Methods and application of frequency estimation for complex signals ［M］. Beijing ： National Defense Industry Press ， 2016 .

温和，滕召胜，李聪聪，等 . Nuttall窗加权谐波分析算法及其在电能计量中的应用［J］. 仪器仪表学报， 2009 ， 30 （ 9 ）： 1823 - 1828 .

WEN He ， TENG Zhaosheng ， LI Congcong ， et al . Harmonic analysis algorithm based on Nuttall window and its application in power measurement ［J］. Chinese Journal of Scientific Instrument ， 2009 ， 30 （ 9 ）： 1823 - 1828 .

电能质量公用电网谐波： GB/T 14549—1993 ［S］. 北京：中华人民共和国国家技术监督局， 1993 .

Quality of electric energy supply harmonics in public supply network ： GB/T 14549—1993 ［S］. Beijing ： General Administration of Quality Supervision， Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China ， 1993 .

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