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 3
1. 合用范畴 4
2. 术语与定义 4
3. 总体原则 4
4. PMU设备普通技术规定 5
4.1 系统参数 5
4.2 环境条件 5
4.3 装置功率消耗 6
4.4 装置精度规定 6
4.5 交流输入量容许工作范畴 6
4.6 动态数据记录 6
4.7 时钟同步 7
4.8 数据集中器 7
4.9 其他规定 8
5. PMU接入信息规定 9
6. PMU设备关于命名规则 9
6.1 PMU配备帧参数描述和赋值 9
6.2 站名代码命名规则 11
6.3 IDCODE命名规则 12
6.4 信息对象名命名规则 12
6.4.1 相量和模仿量信息对象名命名规则 13
6.4.2 开关量信息对象名命名规则 15
7. . 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/110V
3）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：0——12V
输入直流电流：4——20mA
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：-10℃~50℃
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0.1VA
4.4 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：0~2Un
电流：0~2In
频率：45~55Hz
4.6 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±1µs。。
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±30µs；
——失星5 小时，时钟同步误差不不不大于±75µs；
——失星10 小时，时钟同步误差不不不大于±150µs；
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
1
SYNC
2
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（1－15）
（赋值：AA 22=配备帧1，AA 32=配备帧2）
2
FRAMESIZE
2
帧字节数
16 位无符号整数（0－ 65535）
3
SOC
4
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）。
4
D_FRAME
2
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）
5
MEAS_RATE
4
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。
6
NUM_PMU
2
数据帧中涉及PMU数量，每帧最大数量为65535
7
STN
16
站名：16 字节ASCII码。（详见站名代码命名规则）
8
IDCODE
8
8 字节 PMU 硬件标记符。（详见IDCODE命名规则）
9
FORMAT
2
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）
10
PHNMR
2
相量数量：2 字节整数 (0 ~32767)
11
ANNMR
2
模仿量数量：2字节整数 (0 ~32767)
12
DGNMR
2
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。
13
CHNAM
16 ×(PHNMR
+ ANNMR
+ 16×DGNMR)
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）
14
PHUNIT
4 ×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）
15
ANUNIT
4 ×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10-5
16
DIGUNIT
4 ×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。
17
FNOM
2
额定频率 (16 位无符号整数)
Bits 15 – 10: 保存
Bit 9: 1 –数据帧忽视DFREQ
Bit 8: 1 –数据帧忽视FREQ
Bits 7 – 1：保存
Bit 0: 1 – 基波 = 50 Hz
（赋值：00 01，额定频率为50 Hz）
18
PERIOD
2
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）
19
CHK
2
CRC16 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
STN
16
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
IDCODE
8
8 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
ZJ
6.4 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
CHNAM
16 ×(PHNMR
+ ANNMR
+ 16×DGNMR)
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
V
0.001
kV

UxP
相电压角度（弧度）
弧度
1
弧度

IxV
相电流相量
——
——
——

IxA
相电流幅值
A
1
A

IxP
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
V
0.001
kV

EEP
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
V
0.001
kV
=0
DEP
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
V
0.001
kV
= EEA
EMP
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
V
0.001
kV
=0
DMP
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
MW
1
MW

00Q
无功功率
MVar
1
MVar

0DF
频率
Hz
1
Hz

DFT
频率变化率
Hz/s
1
Hz/s

AGC
AGC辅助量
MW
1
MW

OMG
转速1
rpm
1
rpm
运用键相脉冲测得
SPR
转速2
rpm
1
rpm
直接运用转速脉冲或运用转换为4～20mA转速脉冲信号测得
VAL
汽门开度信号
%
1
%

EFZ
主励磁电压
V
1
V

EFF
辅励磁电压
V
1
V

IFZ
主励磁电流
A
1
A

IFF
辅励磁电流
A
1
A

EFM
励磁机励磁电压
V
1
V

IFM
励磁机励磁电流
A
1
A

ATC
机组调节级压力
MPa
１
MPa

BFT
协调控制系统中一次调频修正前负荷指令信号
MW
1
MW

AFT
协调控制系统中一次调频修正后负荷指令
MW
1
MW

GAN
功角
°
1
°
4～20mA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5011
0XGb
000开关5011
0XGb-000开关5011
孝感变电站刀闸5011_1
0XGb
0刀闸5011_1
0XGk-0刀闸5011_1
姚孟电厂1#机AVR
00YM
00001#机AVR
00YM-00001#机AVR
姚孟电厂1#机PSS
00YM
00001#机PSS
00YM-00001#机PSS
姚孟电厂1#机一次调频动作信号
00YM
00001#机MFT
00YM-00001#机MFT
7. . 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。