曹 锐

（太原市优特奥科电子科技有限公司，太原 030006）

当前，电力监测仪通常具有电压、电流、功率、电能、甚至电能质量测量功能，已基本满足传统电力SCADA系统应用需求，因为电力SCADA系统通常只需在1～10s的间隔内提供静态和非同步的系统电参量信息。另一方面，由于近年来人们已逐渐认识到电力系统动态状态的实时监测对于提高系统运行的可靠性和事故发生后的恢复运行都十分重要，因而，人们对电力广域测量系统（WAMS）越来越重视[1]。相量测量单元（PMU）是电力广域测量系统的基本组成部分，通常可以每秒50～60次的速度测量同步相量[2]。PMU的基本功能是测量相量并将所测相量打上GPS时标，通常为一种独立设备。在广域电力网的不同节点大量部署PMU，并将各个PMU所测得的带有GPS时标的相量统一分析处理，则可得到整个系统运行状态的详细情况。然而，PMU与传统的电力检测仪在硬件结构上很相似，只是PMU增加了 GPS同步系统而已。此外，两种设备的软件设计也很类似，只需在传统电力检测仪软件基础上增加同步相量测量软件模块即可。因此，为了在未来的SCADA和WAMS系统中更为广泛地使用PMU，在设计新的电力检测仪时增加PMU测量功能不失为一种经济的方案。本文提出了一种具有PMU功能的新型电力监测仪的设计方案，给出了其软硬件设计原理。

1 硬件设计

图1是新型电力监测仪的硬件框图。可以看出，新型仪器比传统电力监测仪增加了虚线方框中的GPS同步部分。

1.1 信号调理

仪器采用了分压电阻和电流互感器分别将电力系统输入的电压和电流进行调理，以使其满足仪器内部的A/D转换器输入量程范围，以及频率跟踪部分的锁相环（PLL）输入要求。……