FPGA将PPS的数量发送给GPS设备,GPS设备生成PPS信号发送到NI9215和NI9401。这些连接触发启动PPS前沿(持续时间与观测时窗T相对应)对应的波形采样。同时,发送到NI 9401模块的PPS前沿触发FPGA计数器开始以FPGA时钟频率运行,对于系统所采用的硬件,FPGA时钟频率为40 MHz。该计数器在采样波形的第一个采样处停止运行,进行计算(参见图1)。然后采样数据以及GPS时间标记插入到DMA FIFO存储器,并由实时微控制器进行检索,以执行同步相量估计算法。 PPS的数量对应于每秒同步相量估计的数量。
PMU实验表征和结论
实验表征以具有频率恒定的频谱分量的周期信号为基准。我们将NI PXI机箱连接至NI PXI任意波形发生器、NI PXI定时和同步模块、NI PXI高精度数据采集模块以及NI PXI高性能嵌入式控制器,生成一个基准信号。我们分析了两种情况:单音信号(50赫兹)和失真信号。对于失真的信号,我们生成的基准信号的频谱分量等于标准EN50160规定的限值。表1总结了PMU的不确定性,证明所开发的设备可兼容主动式配电网络应用的要求。
以下是一个较为完整的实验表征描述,表明了PMU原型的性能不会受到频率不断变化的信号的影响,频率不断变化的信号代表缓慢的机电暂态。
表1:以稳态条件为基准,PMU原型的误差分布平均值和标准方差:单音信号和失真信号