前言：中文期刊网精心挑选了对称分量法的基本原理范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
对称分量法的基本原理范文1
关键词：全球定位系统 相量测量装置 广域测量
20世纪90年代初，借助于全球定位系统(GPS)提供的精确时间，同步相量测量装置PMU(phasor measurement unit)研制成功后［1］，目前世界范围内已安装使用数百台PMU。现场试验、运行以及应用研究的结果表明：同步相量测量技术在电力系统状态估计与动态监视、稳定预测与控制、模型验证、继电保护、故障定位等方面获得了应用或有应用前景。本文综述了同步相量测量装置的原理及其应用。
1 同步相量测量技术原理
PMU的典型结构如图1所示，其基本原理为：GPS接收器给出1 pps信号，锁相振荡器将其划分成一定数量的脉冲用于采样，滤波处理后的交流信号经A/D转换器量化，微处理器按照递归离散傅立叶变换原理计算出相量。对三相相量，微处理器采用对称分量法计算出正序相量。依照IEEE标准1344—1995规定的形式将正序相量、时间标记等装配成报文，通过专用通道传送到远端的数据集中器。数据集中器收集来自各个PMU的信息，为全系统的监视、保护和控制提供数据。图2示出了PMU与数据集中器的通信，可以采用多种通信技术，如直接连线、无线电、微波、公共电话、蜂窝电话、数字无线等。因特 网技术也可用于PMU数据通信，在通信和功能层应用TCP/IP规约，可灵活控制PMU。数字信号处理、同步通信是同步相量测量技术的关键。防混叠滤波器、A/D转换器等器件的性能直接影响测量的精度。
4 参考文献
［1］ A.G.Phadke.Synchronized Phasor Measurements in Power Systems［J］.IEEE Computer Applications in Power，1993，6(2):10～15.
［2］ R.O.Burnett et al.Synchronized Phasor Measurements of a Power System Event［J］.IEEE Trans.on Power Systems，1994，9(3):1643～1650.
［3］ J.F.Hauer.Validation of Phasor Calculations in the Macrodyne PMU for California-Oregon Transmission Project Tests of March 1993.IEEE Trans.on Power Delivery，1996，11(3):1224～1231.
［4］ 闵 勇.一次系统事故的同步相量测量结果分析.电力系统自动化，1998，22(7)：10～13.
［5］ 刘玉田，林 飞.基于相量测量技术和模糊径向基网络的暂态稳定性预测.中国电机工程学报，2000，20(2)：19～23.
［6］ V.Centeno，et al.An Adaptive Out-of-Step Relay.IEEE Trans.on Power Delivery，1997，12(1):61～71.
［7］ 高厚磊，江世芳，贺家李.输电线路新型电流差动保护的研究.中国电机工程学报，1999，19(8)：49～53.
［8］ O.Faucon and L.Dousset.Coordinated Defense Plan Protects Against Transient Instabilities［J］.IEEE Computer Applications in Power，1997，10(3):22～26.
对称分量法的基本原理范文2
关键词：核电站 主管道 自动焊 三维测量 精密组对
中图分类号：TG457.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（c）-0073-04
核电站主管道自动焊技术是一种先进的焊接技术，广泛应用于核电站建设与运行维修阶段。在中广核CPR1000堆型和三代EPR堆型核电站建设过程中均采用了主管道窄间隙自动焊技术，该技术要求主管道的组对间隙不超过1 mm，组对错边量不超过1.5 mm。为了满足主管道的精确组对要求，需要对相关的核岛主回路设备进行三维精密测量和模拟计算。
CPR1000堆型核电站主管道自动焊采用的是传统的手工焊施工逻辑，EPR堆型核电站主管道自动焊施工逻辑是基于蒸汽发生器（简称SG）更换的经验，采用SG后装的施工逻辑。由于自动焊施工逻辑不同，两者在三维测量和组对技术方面也有不同，各有优缺点。
1 主管道自动焊技术简介
1.1 CPR1000与EPR核岛主回路布置
CPR1000核岛主回路主要由3大主设备（简称RPV、SG、RCP）以及连接主设备的主管道组成，共有3个环路，每个环路有一台SG和一台RCP，通过主管道与压力容器连接起来。3个环路相互之间成120度布置。其主回路布置如图1所示。
EPR堆型为了提高单堆功率，其核岛主回路系统在CPR1000堆型的基础上增加了一个环路，形成了对称布置的四环路系统。每个环路依然包括一台SG、一台主泵、以及相连的主管道冷段、热段和过渡段。其主回路布置如图1所示。
1.2 主管道自动焊焊口分布
CPR1000核岛主回路系统每个环路的主管道分5段到货，分别为冷段、热段、过渡段AO段、过渡段BO段和过渡段CO段。单个环路共8个现场焊口，分别为C1、C4、F1、F4、U1、U2、U4、U6。3个环路总共24个现场焊口。
1.3 主管道自动焊施工逻辑
CPR1000主管道沿用传统手工焊的施工逻辑，采用先焊接冷热段，再焊接过渡段的顺序。冷热段焊接相互独立，互不影响。每个环路的过渡段作为闭合环路的调整段，共分3段到货，预留水平方向和垂直方向共两个调节口补偿整个环路焊接过程中的变形位移。具体单个环路8个现场焊口的焊接顺序为U1C4/F4C1/F1U4U2/U6。
EPR主管道安装施工逻辑基于SG的更换经验。SG是整个环路最后安装的设备，连接SG的两个焊口H3和U1口作为闭合环路的调节口。具体单个环路6个现场焊口的焊接顺序为C1/C2H1/U4H3/U1。两种堆型自动焊施工逻辑对比如图3所示：
1.4 主管道自动焊组对要求
CPR1000与EPR主管道焊接均采用窄间隙自动焊工艺，其组对技术要求包括：组对间隙0～1 mm，组对错边量0～1.5 mm。为了满足自动焊组对要求，CPR1000与EPR均采用了高精度三维测量技术对主设备和主管道安装过程进行精密测量计算。
2 三维测量组对技术对比
由于主设备制造公差和现场安装公差的影响，很难保证主管道窄间隙自动焊的组对要求。因此需要通过对主设备竣工尺寸进行三维精密测量，计算得到相应的主管道需要加工的坡口尺寸。并在安装过程中通过测量，严格控制设备安装位置，实现自动焊的组对要求。由于CPR1000与EPR自动焊施工逻辑不同，两种三维测量和计算的方法也有差异，以下从4个方面进行对比分析。
2.1 三维测量、组对计算的基本原理
根据CPR1000自动焊的施工逻辑，其冷热段安装相互独立，互不影响。过渡段两个调节口分别补偿水平方向和垂直方向的偏差，也是相互独立的计算。由于主设备本身安装精度要求比较高，要实现自动焊组对要求，重点是根据主设备的竣工尺寸计算出对应的主管道坡口尺寸，其基本原理如下：
（1）进行主设备竣工尺寸测量。
（2）主管道冷热段预留坡口长度并进行三维测量。
（3）主设备与主管道模型进行最佳组对拟合计算，得到坡口尺寸。
（4）过渡段预留U2/U4坡口长度。
（5）冷热段焊接完成之后，测量过渡段连接口的安装尺寸。
（6）考虑焊接收缩量和温度补偿，计算U2/U4调节口的最终坡口加工尺寸。
具体测量与计算流程如图4所示：
EPR测量计算基本原理与CPR1000类似。由于EPR采用SG最后安装的施工逻辑，H3和U1口作为调节口最后组对焊接，而H3和U1口分别是50度弯头和40度弯头上的焊口，焊接过程中同时存在水平分量和垂直分量的焊接收缩量，增加了测量、计算以及组对的难度。EPR自动焊测量与计算的基本原理如下：
（1）进行主设备竣工尺寸测量。
（2）进行主管道初始尺寸测量。
（3）进行RPV、RCP和CL最佳拟合计算，得到冷段C1/C2口最终坡口尺寸。
（4）进行RPV、SG和HL最佳拟合计算，得到热段H1口最终坡口尺寸。
（5）进行RCP、SG和COL最佳拟合计算，得到过渡段U4口最终坡口尺寸。
（6）C1、C2、H1和U4口焊接完成之后，测量H3和U1口的位置，并结合SG进出口管嘴竣工尺寸数据，考虑U1口焊接收缩量的补偿，计算得到主管道H3和U1口的最终坡口尺寸。
（7）由于U1口预留了焊接收缩量，组对之前需要对过渡段用千斤顶进行强制位移，然后安装SG，组对和焊接H3/U1口，完成环路闭合。
具体测量与计算流程如图5所示。
CPR1000与EPR自动焊测量的基本原理大体相同，都是通过对主设备进行三维测量建模，然后结合具体的安装逻辑，考虑焊接收缩量的补偿等因素影响，采用最佳组对拟合计算出主管道的最终坡口尺寸，以满足自动焊组对要求。
2.2 三维测量与建模
CPR1000自动焊三维测量使用的是API激光跟踪仪系统，其特点是可以实时自动跟踪目标靶球的位置，测量目标靶球在三维空间的位置坐标，适合单点三维坐标测量和实时跟踪，以及动态扫描测量。
EPR自动焊三维测量使用的是GSI三维摄影测量系统，其特点是通过布置大量反射标记点进行目标体三维测量，适合用于对大型设备进行三维测量（如图6）。
从测量精度来看，激光跟踪仪的测量精度稍高。从采集的测量特征点来看，摄影测量所需标记点要更多。采用激光跟踪测量时RPV测量特征点约100个，而三维摄影测量时RPV布点数达到500个以上，与激光测量方法形成鲜明的对比。下图是两种测量方法获得的三维测量模型。
2.3 组对计算
2.3.1 组对计算的实现方法
CPR1000与EPR的组对计算均采用SA测量软件的最佳拟合功能。其基本步骤是根据主设备安装技术要求，先对主设备测量模型进行定位，然后导入主管道测量模型，通过最佳拟合计算得到主管道的安装位置和坡口尺寸。
2.3.2 非调节口的组对计算
非调节口是指按照设计尺寸加工，不用于补偿整个环路焊接变形的焊口。非调节口的坡口尺寸计算只依赖于主设备竣工尺寸以及主设备安装要求。在主设备制造完工之后，现场安装工作开始之前即可对非调节口进行坡口拟合计算，并加工完最终坡口。计算过程中需要在每个焊口预留焊接收缩量。如上节所描述的，CPR1000与EPR对于非调节口的坡口尺寸计算所采用的计算方法相同。
2.3.3 调节口的组对计算
调节口是整个环路最后焊接的焊口，承担着补偿环路焊接位移的任务。调节口的坡口尺寸需要等到环路中所有其他焊口都已经焊接完成，并对环路的开口进行实际测量之后计算得到的。整个环路的焊接变形可以分解到水平和垂直两个方向。CPR1000调节口U2/U4就是分别在这两个方向上对环路焊接变形进行补偿。
EPR主管道自动焊的调节口是与SG相连的H3和U1口，两个焊口都是斜焊口，每个焊口的焊接收缩都会分解到水平和垂直方向。而且由于预留收缩量之后，两个管口之间的距离会比SG管嘴之间的距离小，导致SG不能直接与主管道两个管口组对，需要先将过渡段U1口通过千斤顶进行强制位移，然后才能完成H3和U1口的组对。因此在H3/U1口组对过程中，需要通过测量精确控制U1口的位移量，确保能够满足自动焊组对要求。
通过对比可以发现，CPR1000自动焊调节口的坡口计算和组对更加容易控制和实现，EPR自动焊调节口的坡口计算和组对安装难度比较高。
3 结语
通过对CPR1000与EPR主管道自动焊测量与组对技术的对比分析，可以得出以下一些结论：
从施工逻辑上分析，EPR堆型采用SG后装的施工逻辑，可以将过渡段作为一整个组件在现场安装，减少了现场的焊口数量，有利于缩短工期。但同时也增加了SG安装和主管道组对的难度。
对称分量法的基本原理范文3
关键词：PMUGPS继电保护
0 引言
PMU系统能够以较高的数据采集速率获得比电力系统传统数据采集系统多的数据，而且这些数据还带有同步精度很高的时标。这就意味着控制中心(中心必须配备WAMS或升级SCADA使其可以处理PMU数据)可以获得更加丰富的实时信息，使原来很难完成的一些任务，比如实时在线监测系统稳定运行状况成为可能。更加准确和快速地对电网运行状况进行监测，及时作出控制反应，可以增加电网运行安全性，压缩运行时的安全裕度，提高电网输送功率。基于PMU的监控系统所具备的这些诱人特性使其成为各大公司和学者注意的焦点，值得我们关注。随着GPS(全球定位系统)全面民用化及计算机技术、网络技术和快速通信技术的发展，PMU (向量测量单元)在电力系统获得了广泛应用，它可以根据GPS提供的高精度时钟构造全网一致的同步参考相量，从而实现系统内任意节点之间的相对相角测量，实现全网数据的同步采集、实时记录、远距离实时传输及对数据的同步分析处理，并在此基础上得到电压、电流向量这些反映系统运行状态的重要参数，从而在时空坐标下动态地监测电力系统运行状况，弥补了现有SCADA系统和故障录波仪的不足。由于系统的任何变化均可反映在量测的同步相量中，广域相角测量技术的出现打破了传统系统控制的死区，为电力系统广域保护系统的建立和完善奠定了基础。本文主要针对电力系统相关领域中基于PMU的应用研究情况展开综述，主要介绍PMU在电力系统动态、电力系统稳态、二次保护等领域的应用研究情况，以期对该领域的研究工作有所促进。
2 PMU技术简介
PMU是一多功能信号采集系统。它能实时测量电压相角、电压和电流，作有功的实时计算，将数据帧送调度中心。PMU的典型结构见图l。它的基本原理是：GPS接收器给出lpps(1pulse persecond，每秒1个脉冲)信号，锁相振荡器将其划分成一定数量的脉冲用于采样，滤波处理后的交流信号经A／D转换器量化，微处理器按照递归离散傅立叶变换原理计算出相量。对三相相量，微处理器采用对称分量法计算出正序相量。依照IEEE标准1344．1995规定的形式将正序相量、时间标记等装配成报文，通过专用通道传送到远端的数据集中器。数据集中器收集来自各个PMU的信息，作为全系统的监视、保护和控制的数据。
相量是交流电路分析中的基本工具，PMU提供了系统的电压、电流相量和频率、功率等测量值并在这些测量值上打上了GPS时标。相量测量的关键在于相角测量，相角测量的关键又在于获得一个全系统统一的同步时钟，这个时钟靠GPS来提供。借助于这个同步时钟，在各个厂站建立一个以工频旋转的参考相量，厂站测得的相量相对于这个参考相量以绝对值的形式传送到控制中心，控制中心获得各站数据后利用参考相量信息就得到了各个相量测量值的相对相位关系。
3 PMU在电力系统稳定控制中的应用
3.1 阻尼控制
互联电网的规模越来越大，远距离功率传输的容量也日益扩大，使得低频振荡问题日渐突出。要抑制低频振荡，保持系统的动态稳定，首先必须对低频振荡的模式等有深入的了解。传统的经典低频振荡分析方法是特征值分析法，只能适用于离线分析。而电力系统的振荡模式总是随着运行条件的改变而变化，离线获得的结果并不能保证在线计算的精确性。传统的稳定控制装置均是采取就地信息进行控制，随着电力系统的不断扩大和复杂化，这种分散就地控制的缺陷日益显现：缺乏全系统的信息，分装在不同点的装置之间不能相互协调，在严重的情况下甚至不能有效地实现稳定控制。而完全由一个控制中心实现全局的集中控制，相对于电力系统的大规模、分散性、多层次、地理分布广、暂态过程快的特点，也是较困难的。
3.2 暂稳分析及控制
稳定破坏是电网中较为严重的事故之一，大型电力系统的稳定破坏事故，往往会引起大面积的停电，因此快速、准确的暂稳分析及控制对于防止系统的稳定破坏意义重大。现有的暂态稳定分析方法按其采用的系统模型情况，大致可以分为三类：一是经典的时域仿真法，或称逐次积分法，需要考虑系统的精确模型；二是经验型预测方法，这类方法无需考虑系统的物理模型；三是介于前两者之间的考虑系统简化模型的分析方法，例如直接法等，这类方法通常都采用了合理的系统简化模型。经典的时域仿真法是一种可靠的暂稳分析方法，可以精确地考虑各种复杂模型。但是其计算量很大，计算速度慢，且不能给出系统稳定裕度的定量指标，在现有技术条件下还较难应用于电力系统的在线稳定分析。而经验型预测方法和考虑系统简化模型的分析方法，前者不考虑系统模型，后者采用简化的系统模型，这样就大大减少了计算工作量。提高了暂稳分析的速度；再结合PMU装置提供的快速广域同步量测数据，有望取得较好的在线应用效果。
3.3 PMU在电压稳定中的应用
电压稳定的指标的发展也还处于一个比较不完善的阶段，虽然电压失稳是动态过程这一结论已经得到公认，但现在得到应用的指标都是静态指标，计算量大速度较慢，应用范围受到限制。PMU和WAMS的出现使人们看到解决问题的希望，因此近来有很多学者对此作了大量的研究。利用PMU信息构建的电压稳定指标本质上也都基本属于静态电压稳定指标，因为这些指标大都是以功率传送极限作为电压稳定的临界点，围绕PV曲线及潮流解在临界点附近的性质来提出的。究其方法基本都是基于阻抗解析的，主要研究如何将系统等值成戴维南电路即如何确定等效电路的参数，如何处理节点负荷，然后分析等效电源内阻和节点负荷阻抗之间的关系。对基于阻抗解析方法分析电压稳定性作了深入的探讨，文中将负荷阻抗的变化分为两类，一为由于用户投切用电设备等引起的阻抗模值的变化，另一为节点负荷自身非线性引起的第二类变化。静态的分析只考虑第一类变化而忽略由于电压变化而导致的第二类变化。作者用负荷节点的ZL--V特性取代P―V特性，节点Z--V特性和负荷Z―V特互作用决定新的平衡点(两条曲线的交点)，并由此得出了两条曲线在平衡点附近的特性.但在负荷紧张的情况下，和被观测节点相连的节点可能由于发电机无功越限而变成PQ节点等原因，对该节点提供无功支持的主要节点不是临近节点反而可能是原先的外层节点，所以必然会在负荷紧张的情况下获得不正确的结果。
3.4 二次保护应用功能
现代电力系统日趋复杂，对二次保护的要求也越来越高，主要表现在以下几点：1)需要动态的测量和描述事件；2)必须在保护设计中引入广域系统的观点；3)需要对保护动作进行协调和优化；4)要有处理连锁故障的能力。而传统的保护装置显然无法适应这些要求。因此，必须引入以同步动态量测数据为基础的广域保护系统来适应这些要求。直接利用广域信息完成继电保护功能是当前该领域的研究方向之一。
4 结语
