PMU接入标准规范专业资料.doc

华中电网PMU接入规范2月目录前言31.合用范畴42.术语与定义43.总体原则44.PMU设备普通技术规定54.1 系统参数54.2 环境条件54.3 装置功率消耗64.4 装置精度规定64.5 交流输入量容许工作范畴64.6 动态数据记录64.7 时钟同步74.8 数据集中器74.9 其他规定85.PMU接入信息规定96.PMU设备关于命名规则96.1 PMU配备帧参数描述和赋值96.2 站名代码命名规则116.3 IDCODE命名规则126.4 信息对象名命名规则126.4.1 相量和模仿量信息对象名命名规则136.4.2 开关量信息对象名命名规则157. 附则15前言随着特高压交流实验示范工程投运，今年特高压直流也将投运，特高压互联电网安全稳定、特高压联系线潮流控制、智能电网技术发展等对华中电网WAMS系统接入提出了新规定。为满足电网技术发展，依照华中电网稳定领导小组会关于文献规定，为建设统一坚强智能电网，适应智能调度技术支持系统建设及应用需要，规范华中电网同步相量测量装置（PMU）接入，提高对电力系统运营状态观测水平，特制定本规范。1. 合用范畴本原则规定了华中电网同步相量测量装置（PMU）接入规范，适应于所有参加华中电网运营电网公司、发电公司、电力顾客，及其有关规划设计、建设施工等单位。本规范合用于接入华中电网所有220kV及以上电压级别发电厂、变电站。2. 术语与定义电力系统实时动态监测系统（WAMS）基于同步相量测量以及当代通信技术，对地区辽阔电力系统动态过程进行监测和分析系统。同步相量测量装置（PMU）用于进行同步相量测量和输出以及进行动态记录装置。PMU核心特性涉及基于原则时钟信号同步相量测量、失去原则时钟信号守时能力、PMU与主站之间可以实时通信并遵循关于通信合同。3. 总体原则1） PMU装置接入信息应保证电力系统实时动态监测系统（WAMS）基本应用、适应高档应用功能需要、兼顾智能电网调度技术支持系统功能需求。2） PMU设备应纳入电力系统二次发展规划，应统一规划、统一设计，并与电力系统一次规划、设计和建设同步进行。3） 在发电厂配备PMU装置应采集该厂所有机组、具有母线开关站500kV出线信息。4） 在500kV及以上电压级别变电站（含开关站、换流站）配备PMU应采集该站所有220kV及以上线路出线、主变高、中压侧信息。5） 所有接入华中电网公司WAMS系统PMU装置均应满足国家电网公司、华中电网公司对于PMU装置技术规定，且必要已经按华中电网WAMS系统测试方案规定通过了华中电网入网测试。4. PMU设备普通技术规定当最新版国家电网公司规范或者国家规范规定与本技术规范规定不一致时，以较高规定为准。4.1 系统参数1）系统频率：50赫兹。2）工作电源：交流220V，直流220V/110V3）输入信号：输入交流电压：100V。输入交流电流：1A/5A。输入直流电压：012V输入直流电流：420mA开关量输入为无源接点数字电压电流输入、数字开关量输入4.2 环境条件环境温度：-1050最大相对湿度：90%海拔高度：不超过3000米4.3 装置功率消耗装置每相交流电流回路功耗：当额定电流为5A时，不不不大于0.5VA；当额定电流为1A时，不不不大于0.1VA装置每相交流电压回路功耗不不不大于0.1VA4.4 装置精度规定电流、电压测量精度0.2%功率测量精度：0.5%频率测量精度：0.005Hz相角测量误差不超过0.5度装置各路交流电压、交流电流互相之间相位测量误差不超过0.5度4.5 交流输入量容许工作范畴电压：02Un电流：02In频率：4555Hz4.6 动态数据记录a) 动态数据上传速率顾客可整定为10、25、50次/秒，同步支持可变速率上传。b) 装置应能保存不少于持续14天每秒100点所有动态数据，采用循环覆盖方式刷新记录。c) 在模仿量信号判据启动、继电保护及安全自动装置跳闸信号启动、手动启动、同步时钟异常等状况下可以建立事件标记，以以便顾客获取事件发生时段实时记录数据。d) 与主站通信中断又恢复后，断线某些数据不积极向主站传送，但主站可以对断线数据进行召唤。4.7 时钟同步装置可自带GPS或者其他时间同步单元，也应具备与厂站内高精度时间同步装置接口能力，时钟同步误差均为1s。当采用自带GPS或者其他时间同步单元时：a) 时钟同步信号为IRIG-B码或1pps脉冲。b) GPS失星或GPS与PMU对时中断时，应向主站上送相应事件。c) 当同步时钟信号丢失或异常时，装置可以维持正常工作，守时精度为：失星2 小时，时钟同步误差不不不大于30s；失星5 小时，时钟同步误差不不不大于75s；失星10 小时，时钟同步误差不不不大于150s；4.8 数据集中器a) 装置中数据集中器单元宜采用无硬盘无电扇嵌入式设备b）支持数据备份c) 运营监视功能：监视分相基波电压相量、分相基波电流相量、基波正序电压相量、基波正序电流相量、有功功率、无功功率、系统频率、开关状态，以及发电机内电势和发电机功角、与主站、数据采集单元通信状态等；d) 可同步向三个以上主站传送实时测量数据，各主站可以配备不同传送测量数据（动态记录数据）和数据输出速率。e）能对的分析电网低频振荡和电网扰动事件，在电网发生振荡或电网扰动时具备可变速率上传功能。4.9 其他规定1）CPU自动复归当CPU因受干扰进入死循环或“死”机后，应由硬件检查，并发出CPU复归信号，让装置重新进入正常工作状态。2）采用光电隔离无论是开关量输入还是输出，计算机与外部信号互换都须经光电隔离，不得有直接电联系。3）断线闭锁及告警CT/PT断线、非全相、装置故障、GPS失星等应发出告警信号，以便运营人员及时检查，排除故障。装置告警在异常状况消失后应软件提示告警复归，但必要保持硬接点告警输出信号以便检修人员核查和确认，经确认后硬接点告警复归。4） 装置应具备在线自检、事故记录、数据记录等功能，保存时间不少于14天。5） 装置数据采样频率应不低于4800点/秒。6） 发电机内电势宜采用转子直接测量法采集。7） 子站与主站间通信宜采用调度数据网络通道。通道接口为10/100M以太网接口。8） 子站与主站间应用层通信合同应满足电力系统实时动态监测系统技术规范（试行）（最新版）和IEEE PC37.118（）规定。关于信息命名祥见第6章。5. PMU接入信息规定为监视与分析机组振荡、机组一次调频特性/AGC调频特性、机组涉网装置性能、系统暂态或动态稳定问题等，满足电网安全稳定分析规定，如下信息应按规定接入PMU装置：1）电厂机组机端电压、定子电流、水电机组导叶开度、火电机组气门开度和调节级压力、鉴相脉冲、机组转速、一次调频投入/退出信号、一次调频动作信号、励磁电压、励磁电流、励磁机励磁电压、励磁机励磁电流（三机系统）、AVR自动/手动信号、PSS投入/退出信号。2）变电站（含开关站、换流站）线路、主变高压侧、主变中压侧三相电压、三相电流。6. PMU设备关于命名规则为规范华中电网区域内PMU设备命名，以便与国调以及区域内WAMS系统互连互通，保证有效监视、分析电网低频振荡、次同步振荡、暂态稳定、电压稳定等各类安全稳定问题，华中电网区域内电力系统实时动态监测系统主站和子站采用国调和华北命名规则，详细如下：6.1 PMU配备帧参数描述和赋值序号字段长度（字节）阐明1SYNC2帧同步字第一字节：AAH第二字节：帧类型和版本号Bit 7：保存将来定义Bits 6-4：000：数据帧；001：头帧；010：配备帧 1；011：配备帧2；100：命令帧（PMU接受信息）Bits 3-0：规约版本号，二进制表达（115）（赋值：AA 22=配备帧1，AA 32=配备帧2）2FRAMESIZE2帧字节数16 位无符号整数（0 65535）3SOC4世纪秒（UNIX时间），以32位无符号整数表达自1970年1月1日起始秒计数；最大范畴136年，到21完毕一次循环；计数中不涉及闰秒，因而除了闰年，每年均有相似秒计数（闰年多1天，即86400秒）。4D_FRAME2数据帧数据格式，16位标志，Bits 15 1：未用Bit 0：数据帧校验方式，0 = CRC16，1 = 校验和（赋值：00 00，CRC16校验方式）5MEAS_RATE4数据帧相应秒等分数。FRACSEC高字节置零表达去掉该标志字。数据帧相应等分秒数FRACSEC / MEAS_RATE如果MEAS_RATE = 1,000,000，FRACSEC单位为微秒；如果MEAS_RATE为采样率（如720，2880，5760等），数据帧FRACSEC为采样点相应点计数。6NUM_PMU2数据帧中涉及PMU数量，每帧最大数量为655357STN16站名：16 字节ASCII码。（详见站名代码命名规则）8IDCODE88 字节 PMU 硬件标记符。（详见IDCODE命名规则）9FORMAT2数据帧数据格式，16位标志。Bits 15 4：未用Bit 3：0 =数据窗最后一点进行时间同步，1 = 数据窗第一种采样点进行时间同步（推荐1）Bit 2：0 = 固定相量，1 = 旋转相量（推荐1）Bit 1：0 = 16位整数，1 =浮点数（推荐0）Bit 0：0 = 实部/虚部（直角坐标），1 = 幅度/角度（极坐标）（推荐1）（赋值：00 0D，数据窗第一种采样点进行时间同步、旋转相量、16位整数、幅度/角度）10PHNMR2相量数量：2 字节整数 (0 32767)11ANNMR2模仿量数量：2字节整数 (0 32767)12DGNMR2开关量状态字数量：2字节整数。开关量状态字通惯用16位布尔型表达，每一位表达一种开关量状态。13CHNAM16 (PHNMR + ANNMR + 16DGNMR)相量和通道名称每个相量、模仿量、开关量用16字节ASCII码，每次传送顺序相似。（详见信息对象命名规则表）14PHUNIT4 PHNMR相量转换因子。每个相量4个字节；最高字节：0电压；1电流；剩余字节：24位无符号字，单位为10-5V/A，（如果用浮点数表达，该字可以忽视）15ANUNIT4 ANNMR模仿通道转换因子最高字节：保存别的字节：24位无符号字，单位为10-516DIGUNIT4 DGNMR开关量状态字掩码，用两个16位字表达16个开关量状态字掩码。第一种字表达开关量输入正常状态；字中每一位表达相应开关量类型：0常开节点，1常闭节点。第二个字表达与否有效；字中每一位表达相应开关量有效性：1表达有效，0表达无效。状态字中开关量按照从低位到高位顺序和开关量通道名称相相应。17FNOM2额定频率 (16 位无符号整数)Bits 15 10:保存Bit 9:1 数据帧忽视DFREQBit 8:1 数据帧忽视FREQBits 7 1：保存Bit 0:1 基波 = 50 Hz（赋值：00 01，额定频率为50 Hz）18PERIOD2相量数据传送周期-用2字节整型字（0-32767），两次持续数据传送之间时间间隔，大小为基波周期倍数100，200即表达每2个基波周期发送一种数据帧。（赋值：00 C8=每2个基波周期发送一种数据帧，即25帧/秒；00 32=每个基波周期发送2个数据帧，即100帧/秒）19CHK2CRC16 循环冗余校验编码6.2 站名代码命名规则PMU配备帧中站名代码字段定义如下：字段长度（字节）阐明STN16站名：16 字节ASCII码。本规则规定站名代码STN直接使用厂站中文名称定义，总长不超过16字节，即8个中文。如：江西黄金埠电厂6.3 IDCODE命名规则PMU配备帧中站名代码字段定义如下：字段长度（字节）阐明IDCODE88 字节 PMU 硬件标记符。IDCODE由“省份名称”、“厂站名称”、“厂站类型”、“站内PMU编号”四某些组合而成。长度（字节）阐明省份名称3省份名称每个字拼音头字母厂站名称4厂站名称每个字拼音头字母厂站类型电厂无，变电站b，开关站k，换流站h站内PMU编号1用从1开始有序阿拉伯数字表达站内PMU装置编号“省份名称”长度不满3个字节，在左侧用“0”将之补齐。“厂站名称”和“厂站类型”总长不满4个字节，在左侧用“0”将之补齐。上述四某些合成时，内容持续，没有分割标志。如果“省份名称”或“厂站名称”拼音缩写相似，则可以在拼音头字母后补上韵母加以区别；对于声母和韵母都相似状况，可以采用其他变通办法。拼音头字母均使用大写，后补韵母时采用小写。例：河北省与湖北省拼音头字母均为“HB”，为加以区别，定义“河北”省份名称为“HeB”，“湖北”为“HuB”，各省份名称拼音缩写如下：安徽AH海南HaN江西JX陕西ShX北京BJ河北HeB辽宁LN天津TJ重庆CQ湖北HuB内蒙古NMG台湾TW福建FJ河南HeN青海QH香港XG广东GD黑龙江HLJ四川SC新疆XJ甘肃GS湖南HuN山东SD西藏XZ广西GX吉林JL上海SH云南YN贵州GZ 江苏JS山西SX浙江ZJ6.4 信息对象名命名规则PMU配备帧中相量和通道名称（信息对象名）字段定义如下：字段长度（字节）阐明CHNAM16 (PHNMR + ANNMR + 16DGNMR)相量和通道名称每个相量、模仿量、开关量用16字节ASCII码，每次传送顺序相似。相量、模仿量、开关量信息对象名定义办法有所不同，如下分别解释。6.4.1 相量和模仿量信息对象名命名规则本规则规定相量和模仿量信息对象名由“厂站名称”、“厂站类型”、“设备名称”、“数据类型”四某些组合而成。分字段长度（字节）阐明厂站名称4厂站名称每个字拼音头字母厂站类型电厂无，变电站b，开关站k，换流站h“-”1分割标志（英文中划线）设备名称7详细定义见下文“-”1分割标志（英文中划线）数据类型3详细定义见下文“厂站名称”、“厂站类型”：定义方式和本规则第二某些“IDCODE命名规则”中规定相似。“厂站名称”和“厂站类型”总长不满4个字节，在左侧用“0”将之补齐。“设备名称”长度不满7个字节，在左侧用“0”将之补齐。上述几某些合成时，“厂站类型”和“设备名称”间、“设备名称”和“数据类型”间用“-” 作为分割标志（英文中划线），别的内容持续，没有分割标志。例：梦山变咸梦1线A相电压相量“0MSb-咸梦1线-U1A”1） 设备名称命名规则：设备类型命名办法（最长7个字节，每个中文为2个字节）线路线路两端厂站名中文缩写 线路编号 中文“线”（线路编号中“甲”、“乙”用拼音缩写“J”“Y”表达）如：咸梦1线咸梦1线变压器变压器编号 “#变” 电压级别例：1号变压器500kV侧1#变500母线母线编号 “母” 电压级别（母线分段“甲”、“乙”用拼音缩写“J”“Y”表达）例1：220kV母线4甲段4J母220例2：500kV母线1段1母500发电机发电机编号 “机”例：1号发电机1#机电容器“容” 电容器编号例：电容器312容312电抗器“抗” 电抗器编号例：电抗器5031抗5031换流变“极” 极性编号 “换”例：极1换流变极1换2） 相量数据类型命名规则：数据名称数据描述子站单位主站附加比例主站单位备注UxV相电压相量UxA相电压幅值V0.001kVUxP相电压角度（弧度）弧度1弧度IxV相电流相量IxA相电流幅值A1AIxP相电流角度（弧度）弧度1弧度EEV电气法内电势相量EEA电气法内电势幅值V0.001kVEEP电气法内电势角度（弧度）弧度1弧度DEV电气法功角相量DEA电气法内电势幅值V0.001kV=0DEP电气法功角（弧度）弧度1弧度EMV机械法内电势相量EMA机械法内电势幅值V0.001kV= EEAEMP机械法内电势角度（弧度）弧度1弧度DMV机械法功角相量DMA机械法内电势幅值V0.001kV=0DMP机械法功角（弧度）弧度1弧度注 上表中电压相量和电流相量数据名称中“x”含义如下：x=0 零序相量x=1 正序相量x=2 负序相量x=A A相相量x=B B相相量x=C C相相量3） 模仿量数据类型命名规则：数据名称数据描述子站单位主站附加比例主站单位备注00P有功功率MW1MW00Q无功功率MVar1MVar0DF频率Hz1HzDFT频率变化率Hz/s1Hz/sAGCAGC辅助量MW1MWOMG转速1rpm1rpm运用键相脉冲测得SPR转速2rpm1rpm直接运用转速脉冲或运用转换为420mA转速脉冲信号测得VAL汽门开度信号%1%EFZ 主励磁电压V1VEFF辅励磁电压V1VIFZ主励磁电流A1AIFF辅励磁电流A1AEFM励磁机励磁电压V1VIFM励磁机励磁电流A1AATC机组调节级压力MPaMPaBFT协调控制系统中一次调频修正前负荷指令信号MW1MWAFT协调控制系统中一次调频修正后负荷指令MW1MWGAN功角1420mA信号测得 单位：度6.4.2 开关量信息对象名命名规则本规则规定开关量信息对象名由“厂站名称”、“厂站类型”、“开关量名称”三某些组合而成。分字段长度（字节）阐明厂站名称4厂站名称每个字拼音头字母厂站类型电厂无，变电站b，开关站k，换流站h“-”1分割标志（英文中划线）开关量名称11用中文加序号方式定义，保证长度不超过11个字节即可“厂站名称”和“厂站类型”总长不满4个字节，在左侧用“0”将之补齐。“开关量名称”长度不满11个字节，在左侧用“0”将之补齐。上述几某些合成时，“厂站类型”和“开关量名称”间用“-” 作为分割标志（英文中划线），别的内容持续，没有分割标志。例如：开关量名称补零后厂站名称和类型补零后开关量名称信息对象名孝感变电站断路器开关50110XGb000开关50110XGb-000开关5011孝感变电站刀闸5011_10XGb0刀闸5011_10XGk-0刀闸5011_1姚孟电厂1#机AVR00YM00001#机AVR00YM-00001#机AVR姚孟电厂1#机PSS00YM00001#机PSS00YM-00001#机PSS姚孟电厂1#机一次调频动作信号00YM00001#机MFT00YM-00001#机MFT7. . 附则1） 本规范由华中电网有限公司制定。2） 本规范由华中电力调度通信中心解释。3） 本规范自颁布之日起执行。