一种同步测相方法及系统与流程

本发明涉及电测技术领域，具体涉及一种同步测相方法及系统。

背景技术：

随着电网的快速发展和电力市场进程的推进，电力系统运行的复杂程度日益增大，对电力系统的稳定性要求越来越高。同步相量测量技术可以应用到电力系统的许多方面，例如，电力系统的状态估计、静态稳定的监测、暂态稳定的预测及控制以及故障分析等等，随着全球卫星定位系统(GPS)的广泛应用，基于GPS的实时相量测量装置(PMU，Phase Measurement Unit)很好地解决了电力系统广域空间同步测量的问题，并形成了电网广域测量系统(WAMS，Wide Area Measurement System)。PMU在全网统一的时间坐标系下(通过接收GPS的同步时钟信号)，对电力系统不同节点的电压和电流进行同步采样，GPS同步相量测量技术可以获得实时相角、频率和幅值，在电力测量领域得到了较好的应用。

由于配网线路大多分批次安装,并且跨越的时间段较长，施工队伍人员素质层次不齐，容易导致接线混乱，以致变压器三相负荷不平衡、低电压等问题出现，近年来国家电网公司为了降低线路损耗，加强对供电台区的精细化管理，全面开展用户的台区确认和相别识别工作，电力线路的测相是电力系统配电线路运维检修中不可或缺的一项工作。由于传统的相别测量只能依靠配网台区用户识别仪等进行判断，如果台区变压器高压侧的相别接入错误，就会导致配网相别判断同样错误，因此非常有必要建立一个本地区统一的有效相别测定标准，从而解决输电网间、配电网间、以及输电网与配电网之间的相别测量问题。

技术实现要素：

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种保障设备闹钟有效性的方法及系统，

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种同步测相方法，所述方法包括：

确保标准电压与被测电压的时间标准保持一致，所述被测电压至少包括一个；

测定所述标准电压和所述被测电压的相别相位；

将所述标准电压的相别相位测定结果与所述被测电压的相别相位测定结果进行比较；

根据比较结果确定所述被测电压的相别信息；

结合第一方面，在本发明第一种可能的实现方式中，所述根据比较结果确定所述被测电压的相别信息，包括：

若比较结果是相别相位差在预设范围之内，则判定所述被测电压的相别与所述标准电压的相别相同。

结合第一方面，在本发明的第二种可能的实现方式中，所述测定所述标准电压和所述被测电压的相别相位，以及将所述标准电压的相别相位测定结果与所述被测电压的相别相位测定结果进行比较，包括：

测定所述标准电压第一相别相位和所述被测电压的第一相别相位，根据所述标准电压的第一相别相位推算所述标准电压的第二相别相位和第三相别相位；

将所述标准电压的第一相别相位、第二相别相位和/或第三相别相位与所述被测电压的第一相别相位进行比较。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能实现的方式中，所述根据比较结果确定所述被测电压的相别信息包括：

根根据比较结果确定所述被测电压的第一相别信息，根据所述被测电压的第一相别信息确定所述被测电压的第二相别信息、第三相别信息以及所述被测电压的是否反相信息。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述测定所述标准电压和所述被测电压的相别相位，以及将所述标准电压的相别相位测定结果与所述被测电压的相别相位测定结果进行比较，包括：

测定所述标准电压的第一相别相位和所述被测电压的第一相别相位，根据所述标准电压的第一相别相位推算所述标准电压的第二相别相位和第三相别相位，根据所述被测电压的第一相别相位推算所述被测电压的第二相别相位和第三相别相位；

将所述标准电压的第一相别相位、第二相别相位和/或第三相别相位与所述被测电压的第一相别相位、第二相别相位和/或第三相别相位进行比较。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能实现的方式中，所述根据比较结果确定所述被测电压的相别信息包括：

根据比较结果确定所述被测电压的第一相别信息、第二相别信息、第三相比信息以及是否反相信息。

结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述方法还包括：测定所述标准电压与所述被测电压的幅值和频率，并显示所述标准电压与所述被测电压的幅值和频率。

第二方面，本发明实施例提供一种同步测相系统，其特征在于，所述系统包括：

至少两台低压测相装置，所述低压测相装置包括：

电压采样模块，用于测定所述标准电压和所述被测电压的相别相位信息、幅值信息和频率信息；

控制处理模块，用于对所述被标准电压的相别相位信息和所述被测电压的相别相位信息进行逻辑分析，以及控制所述低压测相装置的其他模块；

时间同步模块，用于使标准电压与被测电压的时间标准保持一致；

无线通讯模块，用于所述至少两台低压测相装置之间的远程无线通讯；

显示单元，显示所述标准电压和所述被测电压的相别相位信息、幅值信息以及频率信息；

电源模块，用于提供电源；

存储模块，用于存储所述标准电压和所述被测电压的相别相位信息、幅值信息以及频率信息。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述时间同步模块采用全球统一时钟(UTC，Coordinated Universal Time)，所述无线通讯模块为GPRS无线通讯模块。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述低压测相装置用于测量1kV以下的三相电压。

从以上技术方案可知，本发明实施例提供的同步测相方法及系统，通过对标准电压和被测电压之间实行同步测相，并将测相结果进行比较，最终获取被测电压的测相结果，建立了一套有效的测相标准，实现了输电网间、配电网间、以及输电网与配电网之间的相别测量，解决了相别测量的难题，同时，由于本发明实施例提供的同步测相方法及系统采用了统一时间标准同步测量和远程无线通讯，从而扩大了测量范围，提高了相别测量的准确性。

附图说明

在附图(其不一定是按比例绘制的)中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。

图1为本发明实施例提供的一种同步测相方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种同步测相系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种同步测相系统的测相原理示意框图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种同步测相方法及系统通过确定标准电压与被测电压的时间标准保持一致；测定所述标准电压和所述被测电压的相别相位；将所述标准电压的相别相位测定结果与所述被测电压的相别相位测定结果进行比较；根据比较结果确定所述被测电压的相别信息；显示所述标准电压和所述被测电压的相别信息，建立了一套有效的测相标准，实现了输电网间、配电网间、以及输电网与配电网之间的相别测量，解决了相别测量的难题。

下面结合具体的实施例对本发明实施例提供的一种同步测相方法及系统进行说明。

实施例1

图1为本发明实施例提供的一种同步测相方法的流程示意图。参照图1，本发明实施例提供的一种同步测相方法包括：

101、确保标准电压与被测电压的时间标准保持一致，被测电压至少包括一个。

具体地，首先设定一标准电压，确保标准电压接线正确且为正相序，并确保标准电压与被测电压的时间标准一致，以实现两者的同步测量。例如，这里的时间标准可以采用采用全球统一时钟(UTC，Coordinated Universal Time)。被测电压可以是一个，也可以具有多个，若被测电压有多个时，每个被测电压在测量时依然采用与标准电压统一的时间标准。

102、测定标准电压和被测电压的相别相位。这里，将标准电压的三相分别称为标准电压的第一相别、第二相别和第三相别，将被测电压的三相分别称为被测电压的第一相别、第二相别和第三相别。

具体地，本步骤可以以以下两种方式进行：

102a、首先，测定标准电压的第一相别相位和被测电压的第一相别相位。然后，根据三相电压的正序相位差为120°以及电压反相180°的原理，由标准电压的第一相别相位可以推算出标准电压的第二相别相位和第三相别相位。

102b、首先，测定标准电压的第一相别相位和被测电压的第一相别相位。然后，根据三相电压的正序相位差为120°以及电压反相180°的原理，由标准电压的第一相别相位推算出标准电压的第二相别相位和第三相别相位，由被测电压的第一相别相位推算出被测电压的第二相别相位和第三相别相位。

103、将所述标准电压的相别相位测定结果与所述被测电压的相别相位测定结果进行比较。根据步骤102实施方式的不同，执行本步骤同样有以下两种方式：

103a、根据上述102a进行测定后，将标准电压的第一相别相位、第二相别相位和第三相别相位与被测电压的第一相别相位进行分别进行比较，或者将比较程序设定为当标准电压的某一相别相位与被测电压的第一相别相位比较结果确定为同一相别，则停止比较。

103b、根据上述102b进行测定后，将将标准电压的第一相别相位、第二相别相位和第三相别相位与被测电压的第一相别相位、第二相别相位和第三相别相位分别两两进行比较，或将比较程序设定为当两两比较结果确定为同一相别，则停止该对相别相位的比较。

104、根据比较结果确定所述被测电压的相别信息。由多点同步测量原理可知，同步电网的同一相别电压在任意相同时刻的相位应该一致，同理，在任意相同时刻与前一相别电压相位应超前120°，与后一相别电压相位应滞后120°。因此根据该原理和步骤103的比较结果，可以确定被测电压三相的相别信息，这里，可以将相别相位差设定在一个较小的相位差范围，即相别相位差的预设范围，若比较结果是相别相位差在预设范围之内，则判定被测电压的相别与标准电压的相别相同。例如，预设范围可以设定为±15°。同样地，执行本步骤包括以下两种方式：

104a、进行103a步骤后，根据比较结果可以确定被测电压的第一相别信息，然后根据被测电压的第一相别信息通过推算确定被测电压的第二相别相位、第三相别相位，然后将被测电压的第二相别相位和第三先别相位分别进行比较，从而根据多点同步测量原理可以确定被测电压的第二相别信息和第三相比信息，并且也可以根据比较结果确定被测电压的是否反相信息，即是否接序出现了反相。

104b、进行103b步骤后，根据其中的比较结果可以确定被测电压的第一相别信息、第二相别信息、第三相比信息以及是否反相信息。

另外，本发明实施例中的同步测相方法除上述步骤之外，还可以包括以下步骤：显示标准电压和被测电压的相别信息，这里的相别信息可以包括标准电压三相的相别和相别相位，以及根据比较结果确定的被测电压三相的相别、相别相位和是否反相。

另外，本发明实施例中的同步测相方法还可以包括：测定标准电压和被测电压的幅值和频率，并显示标准电压和被测电压的幅值和频率。这里的显示步骤可以与上述显示步骤设定为同一过程进行。

通过交流线路联网的电网以及同一台区的电网都属于同步电网，因此本发明实施例提供的同步测相方法适用于任何一个同步电网内部线路或用户的相别测量，从而可实现输电网间、配电网间、以及输电网与配电网之间的相别测量，测相范围较广。

实施例2

图2为本发明实施例提供的一种同步测相系统中的低压测相装置的结构示意图。

参照图2，本发明实施例提供的一种同步测相系统包括4台低压测相装置。其中，低压测相装置2包括：电压采样模块21、控制处理模块22、时间同步模块23、无线通讯模块24、显示单元25、电源模块26以及存储模块27。

具体地，电压采样模块21用于测定所述标准电压和所述被测电压的相别相位信息、幅值信息和频率信息。控制处理模块22用于对标准电压的相别相位信息和被测电压的相别相位信息进行逻辑分析，以及控制低压测相装置的电压采样模块21、时间同步模块23、无线通信模块24、显示单元25、电源模块26、存储模块27等其他模块。时间同步模块23用于使标准电压与被测电压的时间标准保持一致，优选地，时间同步模块23可以采用UTC统一时钟。无线通讯模块24用于同步测相系统中4台低压测相装置之间的远程无线通讯，优选地，无线通讯模块24可以是GPRS无线通讯模块。显示单元25用于显示标准电压和被测电压的相别相位信息、幅值信息以及频率信息，这里的相别相位信息可以包括标准电压三相的相别和相别相位，以及根据比较结果确定的被测电压三相的相别、相别相位和是否反相。电源模块26用于为整个系统提供电源。存储模块27用于存储标准电压和被测电压的上述相别相位信息、幅值信息以及频率信息。

图3为本发明实施例提供的一种同步测相系统的测相原理示意框图。

参照图3，本发明实施例提供的同步测相系统的工作过程如下：

首先，选择标准电压相别测量点，将标准电压接入低压远程测相装置2，确保接线正确且为正相序。

然后，将被测电压分别接入被测端低压远程测相装置2a、被测端低压远程测相装置2b以及被测端低压远程测相装置2c，按照预期方式接线即可，通过各自的时间同步模块23，确保时间标准保持一致。

其后，开机后，配置标准电压侧的低压远程测相装置2a作为主机，被测电压侧的低压远程测相装置2b、2c以及2d作为从机。

其后，根据主机和从机的状态显示，确保其时间同步模块23获得正常标准时钟，通过无线通讯模块24主机与从机建立无线连接。

最后，电压采样模块21测得标准电压和被测电压的相别相位、电压幅值和频率，经过控制处理模块22对标准电压的相别相位信息和被测电压的相别相位信息的逻辑分析过程，得到比较结果，然后根据比较结果确定被测电压三相的相别相位信息和是否反相信息，最后通过显示单元25显示主机和从机的电压幅值和相位以及被测电压的相别相位信息和是否反相信息。

尽管该同步测相系统的低压远程测相装置只能测量1000V以下的三相电压，然而仍然可以满足对高压同步电网的相别测量，这时只需在高压电网二次侧进行测量，因此该同步测相系统用途广泛，可实现输电网间、配电网间、以及输电网与配电网之间的相别测量。

从以上描述和实践中可知，本发明实施例提供的同步测相方法及系统，通过对标准电压和被测电压之间实行同步测相，并将测相结果进行比较，最终获取被测电压的测相结果，建立了一种有效的测相标准，实现了输电网间、配电网间、以及输电网与配电网之间的相别测量，解决了相别测量的难题，同时，由于本发明实施例提供的同步测相方法及系统采用了统一时间标准同步测量和远程无线通讯，从而扩大了测量范围，提高了相别测量的准确性。

以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。