一种发电机功角实时测量装置的实现

徐化东 黄 琦 井 实

(电子科技大学自动化工程学院，四川 成都 611731)

0 引言

发电机功角是反映电力系统稳定的重要参数之一，实时精确地获取发电机功角是实现电力系统监视和控制的关键。

发电机功角测量通常有计算法和直接测量法两种。计算法在电机稳态运行时具有较高的测量精度，但在电机暂态运行时存在精度不高和算法复杂等缺点［1］。传统的直接测量法可以得到电机暂态和稳态运行时的功角，但存在误差大和对环境要求高等缺点［2］。

本文在发电机绝对内电势角定义的基础上［3］，利用改进的测量法，设计了发电机功角实时测量装置。该装置采用DSP+CPLD控制结构，通过测量发电机机端的电压、电流，键相脉冲与GPS矢量的夹角(键相脉冲相角)，得到发电机功角。DSP和CPLD芯片计算能力强大，两个芯片分工协作，使装置可以实现发电机暂态和稳态运行时功角的实时测量，且测量精度高。

1 发电机功角测量原理

由于GPS秒脉冲信号与国际标准时间同步误差小于1 μs［4］，因此，通常以 GPS 作为发电机功角测量系统中的标准时间。当使用GPS作为标准时间时，绝对内电势角就是内电势相量与GPS参考矢量之间的夹角。

发电机功角测量原理如图1所示，键相脉冲矢量与发电机内电势相量存在恒定的初始角度θ。键相脉冲与GPS矢量的夹角为φi(i为测量次数)，则绝对内电势角Φi=φi+θ。

图1 发电机功角测量原理图Fig.1 The measuring principle of power angle of generator

对于初始角θ的整定，文献［2］提出了过零检测法，但这种方法要求精确地判断零位，实现难度较大。……