服务咨询
全天高效服务
- Tel：13533491614
IEEE电力系统同步测量标准（IEEE C37.118.1 -2011）建议，电力系统中的相位测量设备应与UTC同步到1μs以内。 这对处理50或60赫兹低频的电压和电流的系统来说，是相当严格的时间要求。 那么，这1μs是怎么来的呢？让我们花5分钟以内的时间来解答这个问题。
电网运营商负责的电网已经变得越来越复杂。很久以前，电力是通过燃烧化石燃料或核反应堆产生的，这些燃料或核反应堆在大型发电厂中以恒定的速率发电。大部分电力消耗在白炽灯上，白炽灯的优点是看起来像一个简单的电阻器。现在越来越多的电力是由太阳能电池板和风车产生的，这两者的输出都具有很强的时间依赖性，可以是大型设备，也可以是个人家庭或企业。此外，越来越多的电能被消耗在储能设备中，储能设备的阻抗有很大的无功分量。没错，我说的是我们“现在一天”充电的所有电池。手机电池，笔记本电脑电池，甚至汽车电池！
为了有效监测和控制日益复杂的电网，电网运营商正在整个电网中增加更多的同步测量能力。 这些是对整个电网的电压和电流的时间标记测量。 运营商可以监测由于无功负荷引起的电压和电流之间的关系，比较可能连接在一起的两个电压的相位，以便将电力从电网的一个部分转移到另一个部分，或监测信号的谐波内容。 通常重要的数据是由一个以上的相位测量单元或PMU汇总而成。 这些PMU需要同步，以便数据可以直接在时间上进行比较。 但如何确保测量准确？ 这让我们回到了IEEE C37.118.1标准。
同步移相器的测量能力通常与其他电力设备（如保护继电器）集成
考虑测量一个正弦波电压，V = Vm cos(φ(t))。 这里φ(t)是瞬时相位，即2πf0t+φo，其中f0是线路频率，φo是t=0时的相位。正如你所记得的，这个电压可以用相位来表示，实部Vr=Vm cos(φ(t))，虚部Vi=Vm sin(φ(t)) 。如果PMU的时基偏离Δt，那么就会出现ε=2πf0Δt的相位误差。 IEEE C37.118.1标准定义了一个指标总矢量误差（TVE）来量化我们的测量所受到的损害。
TVE2 = {[(Vr(meas)-Vr]2 + [(Vi(meas)-Vi]2}/{Vr2 + Vi2}
其中：
Vr(meas) = Vm cos(φ(t) +ε)
Vi(meas) = Vm sin(φ(t) +ε)
如果你把Vr、Vi、Vr(Meas)和Vi(Meas)的公式加进去，你就可以把它简化为：
TVE2=2[1-cos(ε)]
如果你对学习三角函数的光辉岁月感到怀念，或者你觉得无聊得要命，强烈建议你自己验证一下。
在时基误差与16.67或20ms的线路电压周期相比较小的情况下，我们可以进一步简化。用泰勒级数计算：
TVE≅ε
IEEE标准建议将总的矢量误差保持在1%以下。这相当于60赫兹的时间误差为±26μs，50赫兹为±31μs。 如果你保持在这些时间误差以下，你就可以把定时对TVE的贡献控制在1%的目标之内。 在测量系统中也可能存在其他误差。 为了确保计时不占用大量的误差预算，IEEE建议计时精度为1μs，远远低于我们刚才计算的阈值。 所以使用IEEE 1588是现实的。